内燃机的失火判定装置、装有该装置的车辆及失火判定方法
阅读：252发布：2021-02-24
专利汇可以提供内燃机的失火判定装置、装有该装置的车辆及失火判定方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在 发动机 的由转速Ne和 扭矩 Te构成的运行状态不属于包含作为扭转要素的减震器的后级的共振区域时，通过通常时失火检测处理来判定失火(S120)，在发动机的运行状态属于包含减震器的后级的共振区域时，通过与通常时失火检测处理不同的共振区域失火检测处理来判定失火(S130)。由此，即使在发动机的运行状态不属于包含减震器的后级的共振区域时，也能够更可靠地高 精度 地判定失火。，下面是内燃机的失火判定装置、装有该装置的车辆及失火判定方法专利的具体信息内容。
1.一种失火判定装置，它是对经由扭转要素而将输出轴连接在后级 上的多气缸内燃机的失火进行判定的失火判定装置，其包括：
旋转位置检测单元，其检测所述内燃机的输出轴的旋转位置；
单位旋转角转速运算单元，其基于所检测出的旋转位置运算作为所述 内燃机的输出轴的每隔预定的单位旋转角的转速的单位旋转角转速；和
失火判定单元，在所述内燃机的运行点不属于包含所述扭转要素的后 级的共振区域时，对所述运算出来的单位旋转角转速使用第1方法来判断 是否该内燃机的任何一个气缸失火；在所述内燃机的运行点属于所述共振 区域时，对所述运算出来的单位旋转角转速使用与所述第1方法不同的第 2方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失火。
2.根据权利要求1所述的失火判定装置，其中：
所述第1方法是基于所述运算出来的单位旋转角转速的变动来判定失 火的方法；
所述第2方法是基于滤波处理后转速的变动来判定失火的方法，所述 滤波处理后转速是对于所述运算出来的单位旋转角转速使用切掉低频区域 的高通滤波器而得到的。
3.根据权利要求2所述的失火判定装置，其中：所述第2方法是使 用与所述内燃机的转速相对应的高通滤波器的方法。
4.根据权利要求3所述的失火判定装置，其中：所述第2方法是使 用所述内燃机的转速越大就将越高频率以下的区域切掉的高通滤波器的方 法。
5.根据权利要求4所述的失火判定装置，其中：所述第2方法是使 用将所述内燃机的转速的一半的频率以上的频率以下的区域切掉的高通滤 波器的方法。
6.根据权利要求2所述的失火判定装置，其中：所述第2方法是基 于将高通滤波器使用于所述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理 后转速的变动来判定失火的方法，所述高通滤波器是与所述内燃机的转速 相对应地改变所述内燃机的爆发燃烧的频率的衰减较小、但该爆发燃烧的 频率除以气缸数所得的频率的衰减较大的预定的高通滤波器的个数而得到 的。
7.根据权利要求6所述的失火判定装置，其中，所述第2方法是基 于将高通滤波器使用于所述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理 后转速的变动来判定失火的方法，所述高通滤波器是具有所述内燃机的转 速越大则所述预定的高通滤波器的个数越少的倾向的高通滤波器。
8.根据权利要求7所述的失火判定装置，其中，所述第2方法是这 样的方法：在所述内燃机的转速小于第1转速时，基于将由第1个数的所 述预定的高通滤波器构成的高通滤波器使用于所述运算出来的单位旋转角 转速而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火；在所述内燃机的转速大 于等于所述第1转速但小于比该第1转速大的所述第2转速时，基于将由 比所述第1个数少的第2个数的所述预定的高通滤波器构成的高通滤波器 使用于所述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动来 判定失火。
9.根据权利要求2所述的失火判定装置，其中：所述第2方法是基 于将高通滤波器使用于所述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理 后转速的变动来判定失火的方法，所述高通滤波器是与所述内燃机的旋转 和基于所述扭转要素的扭转而产生的共振的周期的关系即共振周期关系相 对应的高通滤波器。
10.根据权利要求9所述的失火判定装置，其中，所述第2方法是这 样的方法：在作为所述共振周期关系是所述共振的周期对应于所述内燃机 旋转1圈的关系时，基于将第1高通滤波器使用于所述运算出来的单位旋 转角转速而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火，所述第1高通滤波 器是所述内燃机的爆发燃烧的频率的衰减较小、但该爆发燃烧的频率除以 气缸数再乘以2所得的频率的衰减较大的高通滤波器；在作为所述共振周 期关系是所述共振的周期对应于所述内燃机旋转2圈的关系时，基于将第 2高通滤波器使用于所述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后 转速的变动来判定失火，所述第2高通滤波器是所述内燃机的爆发燃烧的 频率的衰减较小、但该爆发燃烧的频率除以气缸数所得的频率的衰减较大 的高通滤波器。
11.根据权利要求10所述的失火判定装置，其中：
所述第1高通滤波器是使用第1个数的、所述内燃机的爆发燃烧的频 率的衰减较小但该爆发燃烧的频率除以气缸数所得的频率的衰减较大的预 定的高通滤波器而构成的；
所述第2高通滤波器是使用比所述第1个数少的第2个数的所述预定 的高通滤波器而构成的。
12.根据权利要求2～11中的任意一项所述的失火判定装置，其中： 所述第2方法是在所述滤波处理后转速的变动量小于阈值变动量时判定为 失火的方法。
13.根据权利要求12所述的失火判定装置，其中：所述第2方法是 使用与所述内燃机的输出扭矩相对应的阈值变动量来判定失火的方法。
14.根据权利要求1～13中的任意一项所述的失火判定装置，其中： 代替所述单位旋转角转速而使用所述内燃机的输出轴的每隔预定的单位旋 转角的旋转角速度即单位旋转角角速度来判定失火。
15.一种失火判定装置，它是对经由扭转要素而将输出轴连接在后级 上的多气缸内燃机的失火进行判定的失火判定装置，其包括：
旋转位置检测单元，其检测所述内燃机的输出轴的旋转位置；
单位旋转角角速度运算单元，其基于所检测出的旋转位置运算作为所 述内燃机的输出轴的每隔预定的单位旋转角的旋转角速度的单位旋转角角 速度；和
失火判定单元，在所述内燃机的运行点不属于包含所述扭转要素的后 级的共振区域时，对所述运算出来的单位旋转角角速度使用第1方法来判 断是否该内燃机的任何一个气缸失火；在所述内燃机的运行点属于所述共 振区域时，对所述运算出来的单位旋转角角速度使用与所述第1方法不同 的第2方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失火。
16.根据权利要求15所述的失火判定装置，其中：
所述第1方法是基于所述运算出来的单位旋转角角速度的变动来判定 失火的方法；
所述第2方法是基于对于所述运算出来的单位旋转角角速度使用切掉 低频区域的高通滤波器而得到的滤波处理后角速度来判定失火的方法。
17.根据权利要求16所述的失火判定装置，其中，所述第2方法是 这样的方法：在使所述内燃机以大于等于预定负荷的高负荷运行时，对所 述滤波处理后角速度施行高负荷用判定处理来判定失火；在使所述内燃机 以小于所述预定负荷的低负荷运行时，对所述滤波处理后角速度施行与所 述高负荷用判定处理不同的低负荷用判定处理来判定失火。
18.根据权利要求17所述的失火判定装置，其中：所述高负荷用判 定处理是基于将所述滤波处理后角速度的微分值的绝对值在第1预定范围 内进行积分所得到的高负荷用判定参数来判定失火的处理。
19.根据权利要求18所述的失火判定装置，其中：所述第1预定范 围是从所述多个气缸中的作为对象的气缸的压缩行程中的上止点开始、到 邻接在该作为对象的气缸之后的气缸的压缩行程中的上止点为止所包含的 第1预定曲轴转角范围。
20.根据权利要求18或19所述的失火判定装置，其中：所述高负荷 用判定处理是在所述高负荷用判定参数小于高负荷用预定值时判定为失火 的处理。
21.根据权利要求17～20中的任意一项所述的失火判定装置，其中： 所述低负荷用判定处理是基于所述滤波处理后角速度在第2预定范围内进 行积分所得到的低负荷用判定参数来判定失火的处理。
22.根据权利要求21所述的失火判定装置，其中：所述第2预定范 围是从所述多个气缸中的作为对象的气缸的压缩行程中的上止点开始、到 邻接在该作为对象的气缸之后的气缸的压缩行程中的上止点为止所包含的 第1预定曲轴转角范围。
23.根据权利要求21或22所述的失火判定装置，其中：所述低负荷 用判定处理是在所述低负荷用判定参数小于低负荷用预定值时判定为失火 的处理。
24.根据权利要求17～23中的任意一项所述的失火判定装置，其中， 所述第2方法是这样的方法：在为了使净化所述内燃机的排气的净化装置 所包含的催化剂激活而进行预热运行时，与所述内燃机的负荷无关地施行 所述低负荷用判定处理来判定失火。
25.根据权利要求16所述的失火判定装置，其中，所述第2方法是 这样的方法：对从所述内燃机输出的扭矩中的、基于进行往复运动的部件 的惯性的往复质量惯性扭矩，施加给所述内燃机的输出轴的旋转角速度的 影响分量进行运算，并且使用从所述滤波处理后角速度减去所述运算出来 的影响分量而得到的判定用角速度来判定失火。
26.根据权利要求25所述的失火判定装置，其中：所述往复质量惯 性扭矩，在将往复部件的质量的总和设为M、将所述内燃机的输出轴的旋 转位置的从基准位置算起的角度设为θ、将所述内燃机的活塞的顶面的投 影面积设为A、将所述内燃机的输出轴的旋转角速度设为ω、将所述内燃 机的气缸内的体积作为所述输出轴的旋转位置的角度θ的函数而设为V (θ)时，通过下式来表示：
往复质量惯性扭矩
27.根据权利要求15～26中的任意一项所述的失火判定装置，其中： 代替所述单位旋转角角速度而使用所述内燃机的输出轴的每隔预定的单位 旋转角的转速即单位旋转角转速来判定失火。
28.一种车辆，其包括：
多气缸内燃机，其经由作为扭转要素的减震器而将输出轴连接在车轴 侧即后级上；和
对所述内燃机的失火进行判定的根据权利要求1～27中的任意一项所 述的失火判定装置。
29.根据权利要求28所述的车辆，其包括：
电力动力输入输出单元，其在所述减震器的后级侧被连接于连接在该 减震器上的减震器轴和连接在车轴侧的驱动轴上，伴随着电力和动力的输 入输出，向所述减震器轴和所述驱动轴输入动力以及接收从所述减震器轴 和所述驱动轴输出的动力；和
电动机，其向所述驱动轴输入动力以及接收从所述驱动轴输出的动力。
30.一种失火判定方法，它是对经由扭转要素而将输出轴连接在后级 上的多气缸内燃机的失火进行判定的失火判定方法，其中：
基于内燃机的输出轴的旋转位置运算作为所述内燃机的输出轴的每隔 预定的单位旋转角的转速的单位旋转角转速；在所述内燃机的运行点不属 于包含所述扭转要素的后级的共振区域时，对所述运算出来的单位旋转角 转速使用第1方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失火；在所述内燃 机的运行点属于所述共振区域时，对所述运算出来的单位旋转角转速使用 与所述第1方法不同的第2方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失火。
31.根据权利要求30所述的失火判定方法，其中：
所述第1方法是基于所述运算出来的单位旋转角转速的变动来判定失 火的方法；
所述第2方法是基于对于所述运算出来的单位旋转角转速使用切掉低 频区域的高通滤波器而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火的方法。
32.根据权利要求31所述的失火判定方法，其中：所述第2方法是 基于将高通滤波器使用于所述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处 理后转速的变动来判定失火的方法，所述高通滤波器是，与所述内燃机的 转速相对应地，改变所述内燃机的爆发燃烧的频率的衰减较小、但该爆发 燃烧的频率除以气缸数所得的频率的衰减较大的预定的高通滤波器的个数 而得到的。
33.根据权利要求31所述的失火判定方法，其中：所述第2方法是 基于将高通滤波器使用于所述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处 理后转速的变动来判定失火的方法，所述高通滤波器是与所述内燃机的旋 转和基于所述扭转要素的扭转而产生的共振的周期的关系即共振周期关系 相对应的高通滤波器。
34.一种失火判定方法，它是对经由扭转要素而将输出轴连接在后级 上的多气缸内燃机的失火进行判定的失火判定方法，其中：
基于所述内燃机的输出轴的旋转位置运算作为所述内燃机的输出轴的 每隔预定的单位旋转角的旋转角速度的单位旋转角角速度；在所述内燃机 的运行点不属于包含所述扭转要素的后级的共振区域时，对所述运算出来 的单位旋转角角速度使用第1方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失 火；在所述内燃机的运行点属于所述共振区域时，对所述运算出来的单位 旋转角角速度使用与所述第1方法不同的第2方法来判断是否该内燃机的 任何一个气缸失火。
35.根据权利要求34所述的失火判定方法，其中：
所述第1方法是基于所述运算出来的单位旋转角角速度来判定失火的 方法；
所述第2方法是基于对于所述运算出来的单位旋转角角速度使用切掉 低频区域的高通滤波器而得到的滤波处理后角速度来判定失火的方法。
36.根据权利要求35所述的失火判定方法，其中，所述第2方法是 这样的方法：在使所述内燃机以大于等于预定负荷的高负荷运行时，基于 将所述滤波处理后角速度的微分值的绝对值在第1预定范围内进行积分所 得到的高负荷用判定参数来判定失火；在使所述内燃机以小于所述预定负 荷的低负荷运行时，基于所述滤波处理后角速度在第2预定范围内进行积 分所得到的低负荷用判定参数来判定失火。
37.根据权利要求35所述的失火判定方法，其中，所述第2方法是 这样的方法：对从所述内燃机输出的扭矩中基于进行往复运动的部件的惯 性的往复质量惯性扭矩施加给所述内燃机的输出轴的旋转角速度的影响分 量进行运算，并且使用从所述滤波处理后角速度减去所述运算出来的影响 分量而得到的判定用角速度来判定失火。
技术领域
本发明涉及内燃机的失火判定装置、装载有该装置的车辆以及失火判 定方法，详细地说，涉及对经由扭转要素(torsion element)而将输出轴连 接在后级(后段，rear portion)上的多气缸的内燃机的失火进行判定的失火 判定装置以及装载有内燃机和该失火判定装置的车辆，以及对经由扭转要 素而将输出轴连接在后级上的多气缸的内燃机的失火进行判定的失火判定 方法。
背景技术
以往，作为这种内燃机的失火判定装置，提出了如下所述的一种方案： 对于在发动机的曲轴上安装有能够发电的电动机的车辆，基于通过电动机 消除发动机的扭矩变动的减震控制时的电动机的扭矩补正量来判定发动机 的失火(例如，参照专利文献1)。在该装置中，在不执行由电动机进行 的减震控制时或者虽然执行由电动机进行的减震控制但发动机以高转速高 扭矩运行时，基于使用曲轴转角位置的旋转变动来判定失火；在执行由电 动机进行的减震控制、并且使发动机以低转速运行或以低扭矩运行时，基 于减震控制时的电动机的扭矩补正量来判定发动机的失火。
发明内容
如上述装置那样在执行由电动机进行的减震控制时，通过以往的失火 判定方法很难判定失火，但失火的判定变得困难的主要原因并不局限于这 样的减震控制。例如，在经由出于抑制发动机的扭矩变动的目的而使用的 减震器等扭转要素将发动机连接在变速器等上时，由于发动机的运行点， 包含减震器的变速器整体会产生共振，失火的判定变得困难。
本发明的内燃机的失火判定装置、装载有该装置的车辆以及失火判定 方法，其目的之一在于更可靠地对经由减震器等扭转要素而连接在后级上 的内燃机的失火进行判定。另外，本发明的内燃机的失火判定装置、装载 有该装置的车辆以及失火判定方法，其目的之一在于更高精度地对经由减 震器等扭转要素而连接在后级上的内燃机的失火进行判定。
本发明的内燃机的失火判定装置、装载有该装置的车辆以及失火判定 方法，为了实现上述目的的至少一部分，采用下面的方案。
本发明的第1内燃机的失火判定装置，是对经由扭转要素而将输出轴 连接在后级上的多气缸的内燃机的失火进行判定的失火判定装置，包括：
旋转位置检测单元，其检测所述内燃机的输出轴的旋转位置；
单位旋转角转速运算单元，其基于所检测出的旋转位置运算作为所述 内燃机的输出轴的每(隔)预定的单位旋转角的转速的单位旋转角转速； 和
失火判定单元，在所述内燃机的运行点不属于包含所述扭转要素的后 级的共振区域时，对所述运算出来的单位旋转角转速使用第1方法来判断 是否该内燃机的任何一个气缸失火；在所述内燃机的运行点属于所述共振 区域时，对所述运算出来的单位旋转角转速使用与所述第1方法不同的第 2方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失火。
在该本发明的第1内燃机的失火判定装置中，在多气缸内燃机的运行 点不属于包含将内燃机连接在后级上的扭转要素的后级的共振区域时，相 对于基于内燃机的输出轴的旋转位置而运算的内燃机的输出轴的每隔预定 的单位旋转角的转速即单位旋转角转速使用第1方法，来判定内燃机的任 何一个气缸是否失火。而且，在内燃机的运行点属于共振区域时，相对于 单位旋转角转速使用与第1方法不同的第2方法来判定内燃机的任何一个 气缸是否失火。这样，通过内燃机的运行点是否属于包含将内燃机连接在 后级上的扭转要素的后级的共振区域来改变失火的判定方法，由此在内燃 机的运行点属于共振区域时，能够更可靠并且更高精度地判定失火。
在这样的本发明的第1内燃机的失火判定装置中，也可以设置成：所 述第1方法是基于所述运算出来的单位旋转角转速的变动来判定失火的方 法；所述第2方法是基于滤波处理后转速的变动来判定失火的方法，所述 滤波处理后转速是对于所述运算出来的单位旋转角转速使用切掉低频区域 的高通滤波器而得到的。
在该作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第1内燃机的失 火判定装置中，所述第2方法也可以设为使用与所述内燃机的转速相对应 的高通滤波器的方法。此时，所述第2方法也可以设为使用所述内燃机的 转速越大就将越高频率以下的区域切掉的高通滤波器的方法。进而此时， 所述第2方法也可以设为使用将作为所述内燃机的转速的一半的频率以上 的频率以下的区域切掉的高通滤波器的方法。这是因为，1个气缸失火时 的基于失火气缸的旋转变动为内燃机的转速的一半的频率，通过将其附近 以下的频率区域切掉，能够将由共振引起的成分除去。
另外，在作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第1内燃机 的失火判定装置中，所述第2方法也可以设为基于将高通滤波器使用于所 述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火 的方法，所述高通滤波器是与所述内燃机的转速相对应地改变其中所述内 燃机的爆发燃烧的频率的衰减较小、但该爆发燃烧的频率除以气缸数所得 的频率的衰减较大的预定的高通滤波器的个数而得到的。这样一来，能够 通过改变预定的高通滤波器的个数而使高通滤波器与内燃机的转速相对 应。此时，所述第2方法也可以设为基于将高通滤波器使用于所述运算出 来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火的方法， 所述高通滤波器是具有所述内燃机的转速越大则所述预定的高通滤波器的 个数越少的倾向的高通滤波器。进而此时，所述第2方法也可以设为这样 的方法：在所述内燃机的转速小于第1转速时，基于将由第1个数的所述 预定的高通滤波器构成的高通滤波器使用于所述运算出来的单位旋转角转 速而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火；在所述内燃机的转速大于 等于所述第1转速但小于比该第1转速大的所述第2转速时，基于将由比 所述第1个数少的第2个数的所述预定的高通滤波器构成的高通滤波器使 用于所述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动，来 判定失火。
进而，在作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第1内燃机 的失火判定装置中，所述第2方法也可以设为基于将高通滤波器使用于所 述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火 的方法，所述高通滤波器是与所述内燃机的旋转和基于所述扭转要素的扭 转而产生的共振的周期的关系即共振周期关系相对应的高通滤波器。这样 一来，由于使用与内燃机的旋转和基于扭转要素的扭转而产生的共振的周 期的关系即共振周期关系相对应的高通滤波器，所以能够得到将基于扭转 要素的扭转而产生的共振的影响更可靠地除去的滤波处理后转速，能够更 高精度地判定内燃机的失火。此时，所述第2方法也可以设为这样的方法： 在作为所述共振周期关系是所述共振的周期对应于所述内燃机旋转1圈的 关系时，基于将第1高通滤波器使用于所述运算出来的单位旋转角转速而 得到的滤波处理后转速的变动来判定失火，所述第1高通滤波器是所述内 燃机的爆发燃烧的频率的衰减较小、但该爆发燃烧的频率除以气缸数再乘 以2所得的频率的衰减较大的高通滤波器；在作为所述共振周期关系是所 述共振的周期对应于所述内燃机旋转2圈的关系时，基于将第2高通滤波 器使用于所述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动 来判定失火，所述第2高通滤波器是所述内燃机的爆发燃烧的频率的衰减 较小、但该爆发燃烧的频率除以气缸数所得的频率的衰减较大的高通滤波 器。进而此时，也可以设为：所述第1高通滤波器是使用第1个数的、所 述内燃机的爆发燃烧的频率的衰减较小但该爆发燃烧的频率除以气缸数所 得的频率的衰减较大的预定的高通滤波器而构成的；所述第2高通滤波器 是使用比所述第1个数少的第2个数的所述预定的高通滤波器而构成的。
或者，在作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第1内燃机 的失火判定装置中，所述第2方法也可以设为在所述滤波处理后转速的变 动量小于阈值变动量时判定为失火的方法。这是因为通过使用高通滤波器， 基于失火气缸的旋转变动变小。此时，所述第2方法也可以设为使用与所 述内燃机的输出扭矩相对应的阈值变动量来判定失火的方法。这样一来， 能够根据内燃机的输出扭矩而更可靠地高精度地判定失火。
在上面任意一种方式的本发明的第1内燃机的失火判定装置中，也可 以设为：代替所述单位旋转角转速而使用所述内燃机的输出轴的每(隔) 预定的单位旋转角的旋转角速度即单位旋转角角速度来判定失火。单位旋 转角转速可以通过乘以系数而变为单位旋转角角速度，所以代替单位旋转 角转速而使用单位旋转角角速度同样能够高精度地判定内燃机的失火。
本发明的第2内燃机的失火判定装置，是对经由扭转要素而将输出轴 连接在后级上的多气缸的内燃机的失火进行判定的失火判定装置，包括：
旋转位置检测单元，其检测所述内燃机的输出轴的旋转位置；
单位旋转角角速度运算单元，其基于所检测出的旋转位置运算作为所 述内燃机的输出轴的每(隔)预定的单位旋转角的旋转角速度的单位旋转 角角速度；和
失火判定单元，在所述内燃机的运行点不属于包含所述扭转要素的后 级的共振区域时，对所述运算出来的单位旋转角角速度使用第1方法来判 断是否该内燃机的任何一个气缸失火；在所述内燃机的运行点属于所述共 振区域时，对所述运算出来的单位旋转角角速度使用与所述第1方法不同 的第2方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失火。
在该本发明的第2内燃机的失火判定装置中，在多气缸内燃机的运行 点不属于包含将内燃机连接在后级上的扭转要素的后级的共振区域时，相 对于基于内燃机的输出轴的旋转位置而运算的内燃机的输出轴的每隔预定 的单位旋转角的旋转角速度即单位旋转角角速度使用第1方法，来判定内 燃机的任何一个气缸是否失火。而且，在内燃机的运行点属于共振区域时， 相对于单位旋转角角速度使用与第1方法不同的第2方法来判定内燃机的 任何一个气缸是否失火。这样，通过内燃机的运行点是否属于包含将内燃 机连接在后级上的扭转要素的后级的共振区域来改变失火的判定方法，由 此在内燃机的运行点属于共振区域时，能够更可靠并且更高精度地判定失 火。
在这样的本发明的第2内燃机的失火判定装置中，也可以设置成：所 述第1方法是基于所述运算出来的单位旋转角角速度来判定失火的方法； 所述第2方法是基于对于所述运算出来的单位旋转角角速度使用切掉低频 区域的高通滤波器而得到的滤波处理后角速度来判定失火的方法。
在该作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第2内燃机的失 火判定装置中，所述第2方法也可以设为这样的方法：在使所述内燃机以 大于等于预定负荷的高负荷运行时，对所述滤波处理后角速度施行高负荷 用判定处理来判定失火；在使所述内燃机以小于所述预定负荷的低负荷运 行时，对所述滤波处理后角速度施行与所述高负荷用判定处理不同的低负 荷用判定处理来判定失火。这样一来，即使在内燃机的运行点属于共振区 域时使内燃机以大于等于预定负荷的高负荷运行，或者即使使内燃机以小 于预定负荷的低负荷运行，也能够正确地判定内燃机的失火。
在该作为第2方法、根据内燃机的负荷而改变处理来判定失火的方式 的本发明的第2内燃机的失火判定装置中，所述高负荷用判定处理可以设 为基于将所述滤波处理后角速度的微分值的绝对值在第1预定范围内进行 积分所得到的高负荷用判定参数来判定失火的处理。此时，所述第1预定 范围可以设为从所述多个气缸中的作为判定对象的气缸的压缩行程中的上 止点开始、到邻接在该作为对象的气缸之后的气缸的压缩行程中的上止点 为止所包含的第1预定曲轴转角范围。另外，所述高负荷用判定处理可以 设为在所述高负荷用判定参数小于高负荷用预定值时判定为失火的处理。 由此，能够高精度地进行内燃机的运行点属于共振区域、使内燃机以高负 荷运行时的内燃机的失火的判定。
另外，在作为第2方法、根据内燃机的负荷而改变处理来判定失火的 方式的本发明的第2内燃机的失火判定装置中，所述低负荷用判定处理也 可以设为基于所述滤波处理后角速度在第2预定范围内进行积分所得到的 低负荷用判定参数来判定失火的处理。此时，所述第2预定范围也可以设 为从所述多个气缸中的作为对象的气缸的压缩行程中的上止点开始、到邻 接在该作为对象的气缸之后的(下一个)气缸的压缩行程中的上止点为止 所包含的第1预定曲轴转角范围。另外，所述低负荷用判定处理也可以设 为在所述低负荷用判定参数小于低负荷用预定值时判定为失火的处理。由 此，能够高精度地进行内燃机的运行点属于共振区域、内燃机以低负荷运 行时的内燃机的失火的判定。
进而，在作为第2方法、根据内燃机的负荷而改变处理来判定失火的 方式的本发明的第2内燃机的失火判定装置中，所述第2方法也可以设为 这样的方法：在为了使净化所述内燃机的排气的净化装置所包含的催化剂 激活(活性化)而进行预热运行时，与所述内燃机的负荷无关地施行所述 低负荷用判定处理来判定失火。这样一来，能够高精度地进行内燃机的运 行点属于共振区域、使内燃机进行用于催化剂的激活的预热运行时的内燃 机的失火的判定。
在作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第2内燃机的失火 判定装置中，所述第2方法也可以设为这样的方法：对从所述内燃机输出 的扭矩中的、基于进行往复运动的部件的惯性的往复质量惯性扭矩所施加 给所述内燃机的输出轴的旋转角速度的影响分量(成分)进行运算，并且 使用从所述滤波处理后角速度减去所述运算出来的影响分量而得到的判定 用角速度来判定失火。这样一来，通过使用从滤波处理后角速度减去由基 于进行往复运动的部件的惯性的往复质量惯性扭矩产生的影响成分而得的 判定用角速度来判定失火，使伴随着内燃机的爆炸燃烧、失火等的气缸内 的压力的扭矩的影响显性化(显现)而判定失火，所以能够高精度地进行 内燃机的运行点属于共振区域时的内燃机的失火的判定。此时，所述往复 质量惯性扭矩，在将往复部件的质量的总和设为M、将所述内燃机的输出 轴的旋转位置的从基准位置算起的角度设为θ、将所述内燃机的活塞的顶 面的投影面积设为A、将所述内燃机的输出轴的旋转角速度设为ω、将所 述内燃机的气缸内的体积作为所述输出轴的旋转位置的角度θ的函数而设 为V(θ)时，可以通过下式来表示：
往复质量惯性扭矩
在上面任意一种方式的本发明的第2内燃机的失火判定装置中，也可 以设为：代替所述单位旋转角角速度而使用所述内燃机的输出轴的每预定 的单位旋转角的转速即单位旋转角转速来判定失火。单位旋转角角速度可 以通过乘以系数而变为单位旋转角转速，所以代替单位旋转角角速度而使 用单位旋转角转速同样能够高精度地判定内燃机的失火。
本发明的车辆，包括：多气缸内燃机，其经由作为扭转要素的减震器 而将输出轴连接在车轴侧即后级上；和对所述内燃机的失火进行判定的根 据上述任意一种方式所述的本发明的第1或第2内燃机的失火判定装置。 因此，本发明的车辆能够起到与本发明的第1或第2内燃机的失火判定装 置所起到的效果、例如即使在内燃机的运行点属于共振区域时也能够更可 靠地高精度地判定失火的效果等同样的效果。在这里，作为减震器的后级 包含变速机构等。
在这样的本发明的车辆中，也可以包括：电力动力输入输出单元，其 在所述减震器的后级侧被连接于连接在该减震器上的减震器轴和连接在车 轴侧的驱动轴上，伴随着电力和动力的输入输出，向所述减震器轴和所述 驱动轴输入动力以及接收从所述减震器轴和所述驱动轴输出的动力；和电 动机，其向所述驱动轴输入动力以及接收从所述驱动轴输出的动力。此时， 即使在通过电力动力输入输出单元、电动机进行抑制伴随着车轴侧的扭矩 变动的振动的减震控制时，也能够高精度地判定内燃机的失火。
本发明的第1内燃机的失火判定方法，它是对经由扭转要素而将输出 轴连接在后级上的多气缸内燃机的失火进行判定的失火判定方法，其基于 内燃机的输出轴的旋转位置运算作为所述内燃机的输出轴的每预定的单位 旋转角的转速的单位旋转角转速；在所述内燃机的运行点不属于包含所述 扭转要素的后级的共振区域时，对所述运算出来的单位旋转角转速使用第 1方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失火；在所述内燃机的运行点 属于所述共振区域时，对所述运算出来的单位旋转角转速使用与所述第1 方法不同的第2方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失火。
在该本发明的第1内燃机的失火判定方法中，在多气缸内燃机的运行 点不属于包含将内燃机连接在后级上的扭转要素的后级的共振区域时，相 对于基于内燃机的输出轴的旋转位置而运算的内燃机的输出轴的每预定的 单位旋转角的转速即单位旋转角转速使用第1方法，来判定内燃机的任何 一个气缸是否失火。而且，在内燃机的运行点属于共振区域时，相对于单 位旋转角转速使用与第1方法不同的第2方法来判定内燃机的任何一个气 缸是否失火。这样，通过内燃机的运行点是否属于包含将内燃机连接在后 级上的扭转要素的后级的共振区域来改变失火的判定方法，由此在内燃机 的运行点属于共振区域时，能够更可靠并且更高精度地判定失火。
在这样的本发明的第1内燃机的失火判定方法中，也可以设为：所述 第1方法是基于所述运算出来的单位旋转角转速的变动来判定失火的方 法；所述第2方法是基于对于所述运算出来的单位旋转角转速使用切掉低 频区域的高通滤波器而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火的方法。
在该作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第1内燃机的失 火判定方法中，所述第2方法也可以设为基于将高通滤波器使用于所述运 算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火的方 法，所述高通滤波器是，与所述内燃机的转速相对应地，改变其中所述内 燃机的爆发燃烧的频率的衰减较小、但该爆发燃烧的频率除以气缸数所得 的频率的衰减较大的预定的高通滤波器的个数而得到的。这样一来，能够 通过改变预定的高通滤波器的个数而使高通滤波器与内燃机的转速相对 应。
另外，在该作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第1内燃 机的失火判定方法中，所述第2方法也可以设为基于将高通滤波器使用于 所述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动来判定失 火的方法，所述高通滤波器是与所述内燃机的旋转和基于所述扭转要素的 扭转而产生的共振的周期的关系即共振周期关系相对应的高通滤波器。这 样一来，由于使用与内燃机的旋转和基于扭转要素的扭转而产生的共振的 周期的关系即共振周期关系相对应的高通滤波器，所以能够得到将基于扭 转要素的扭转而产生的共振的影响更可靠地除去的滤波处理后转速，能够 更高精度地判定内燃机的失火。
本发明的第2内燃机的失火判定方法，是对经由扭转要素而将输出轴 连接在后级上的多气缸内燃机的失火进行判定的失火判定方法，
它基于所述内燃机的输出轴的旋转位置运算作为所述内燃机的输出轴 的隔预定的单位旋转角的旋转角速度的单位旋转角角速度；在所述内燃机 的运行点不属于包含所述扭转要素的后级的共振区域时，对所述运算出来 的单位旋转角角速度使用第1方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失 火；在所述内燃机的运行点属于所述共振区域时，对所述运算出来的单位 旋转角角速度使用与所述第1方法不同的第2方法来判断是否该内燃机的 任何一个气缸失火。
在该本发明的第2内燃机的失火判定方法中，在多气缸内燃机的运行 点不属于包含将内燃机连接在后级上的扭转要素的后级的共振区域时，相 对于基于内燃机的输出轴的旋转位置而运算的内燃机的输出轴的每隔预定 的单位旋转角的旋转角速度即单位旋转角角速度使用第1方法，来判定内 燃机的任何一个气缸是否失火。而且，在内燃机的运行点属于共振区域时， 相对于单位旋转角角速度使用与第1方法不同的第2方法来判定内燃机的 任何一个气缸是否失火。这样，通过内燃机的运行点是否属于包含将内燃 机连接在后级上的扭转要素的后级的共振区域来改变失火的判定方法，由 此在内燃机的运行点属于共振区域时，能够更可靠并且更高精度地判定失 火。
在这样的本发明的第2内燃机的失火判定方法中，也可以设置成：所 述第1方法是基于所述运算出来的单位旋转角角速度来判定失火的方法； 所述第2方法是基于对于所述运算出来的单位旋转角角速度使用切掉低频 区域的高通滤波器而得到的滤波处理后角速度来判定失火的方法。
在该作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第2内燃机的失 火判定方法中，所述第2方法也可以设为这样的方法：在使所述内燃机以 大于等于预定负荷的高负荷运行时，基于将所述滤波处理后角速度的微分 值的绝对值在第1预定范围内进行积分所得到的高负荷用判定参数来判定 失火；在使所述内燃机以小于所述预定负荷的低负荷运行时，基于所述滤 波处理后角速度在第2预定范围内进行积分所得到的低负荷用判定参数来 判定失火。这样一来，即使在内燃机的运行点属于共振区域时使内燃机以 大于等于预定负荷的高负荷运行，或者即使使内燃机以小于预定负荷的低 负荷运行，也能够适当地判定内燃机的失火。
另外，在该作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第2内燃 机的失火判定方法中，所述第2方法也可以设为这样的方法：对从所述内 燃机输出的扭矩中基于进行往复运动的部件的惯性的往复质量惯性扭矩所 施加给所述内燃机的输出轴的旋转角速度的影响分量进行运算，并且使用 从所述滤波处理后角速度减去所述运算出来的影响分量而得到的判定用角 速度来判定失火。这样一来，通过使用从滤波处理后角速度减去由基于进 行往复运动的部件的惯性的往复质量惯性扭矩产生的影响成分而得的判定 用角速度来判定失火，使伴随着内燃机的爆炸燃烧、失火等的气缸内的压 力的扭矩的影响显性化而判定失火，所以能够高精度地进行内燃机的运行 点属于共振区域时的内燃机的失火的判定。
附图说明
图1是表示作为本发明的一个实施例的混合动力汽车20的结构的大概 的结构图；
图2是表示发动机22的结构的大概的结构图；
图3是表示由发动机ECU24执行的失火判定处理的一个实例的流程 图；
图4是表示通常时失火检测处理的一个实例的流程图；
图5是表示共振区域失火检测处理的一个实例的流程图；
图6是表示30度转速N30的运算处理的一个实例的流程图；
图7是表示在发动机22的运行状态不处于共振区域时，一个气缸失火 的发动机22的30度旋转所需要时间T30和曲轴转角CA的时间变化的一 个实例的说明图；
图8是表示高通滤波器的伯德线图的一个实例的说明图；
图9是表示在发动机22的运行状态处于共振区域时，一个气缸失火的 发动机22的30度旋转所需要时间T30、曲轴转角CA、和滤波处理后转 速F(N30)的时间变化的一个实例的说明图；
图10是表示共变形例的振区域失火检测处理的一个实例的流程图；
图11是表示共振的周期的区域的图(map)的一个实例的说明图；
图12是表示变形例的共振区域失火检测处理的一个实例的流程图；
图13是表示第2实施例的共振区域失火检测处理的一个实例的流程 图；
图14是表示ω10运算处理的一个实例的流程图；
图15是表示在使发动机22在高负荷区域运行期间使点火顺序的第1 个气缸和第2个气缸失火时的滤波后角速度ω10fh与微分值dω/dt的变化 的一个实例的说明图；
图16是表示由微分运算求出的频率与增益的关系的说明图；
图17是表示在使发动机22在低负荷区域运行期间使点火顺序的第2 个气缸失火时的滤波后角速度ω10fl与该滤波后角速度ω10fl的微分值d ω/dt的变化的一个实例的说明图；
图18是表示第3实施例的共振区域失火检测处理的一个实例的流程 图；
图19是表示变形例的混合动力汽车120的结构的大概的结构图。
图20是表示变形例的混合动力汽车220的结构的大概的结构图。
本发明的内燃机的失火判定装置、装载有该装置的车辆以及失火判定 方法，其目的之一在于更可靠地对经由减震器等扭转要素而连接在后级上 的内燃机的失火进行判定。另外，本发明的内燃机的失火判定装置、装载 有该装置的车辆以及失火判定方法，其目的之一在于更高精度地对经由减 震器等扭转要素而连接在后级上的内燃机的失火进行判定。
本发明的内燃机的失火判定装置、装载有该装置的车辆以及失火判定 方法，为了实现上述目的的至少一部分，采用下面的方案。
本发明的第1内燃机的失火判定装置，是对经由扭转要素而将输出轴 连接在后级上的多气缸的内燃机的失火进行判定的失火判定装置，包括：
旋转位置检测单元，其检测所述内燃机的输出轴的旋转位置；
单位旋转角转速运算单元，其基于所检测出的旋转位置运算作为所述 内燃机的输出轴的每(隔)预定的单位旋转角的转速的单位旋转角转速； 和
失火判定单元，在所述内燃机的运行点不属于包含所述扭转要素的后 级的共振区域时，对所述运算出来的单位旋转角转速使用第1方法来判断 是否该内燃机的任何一个气缸失火；在所述内燃机的运行点属于所述共振 区域时，对所述运算出来的单位旋转角转速使用与所述第1方法不同的第 2方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失火。
在该本发明的第1内燃机的失火判定装置中，在多气缸内燃机的运行 点不属于包含将内燃机连接在后级上的扭转要素的后级的共振区域时，相 对于基于内燃机的输出轴的旋转位置而运算的内燃机的输出轴的每隔预定 的单位旋转角的转速即单位旋转角转速使用第1方法，来判定内燃机的任 何一个气缸是否失火。而且，在内燃机的运行点属于共振区域时，相对于 单位旋转角转速使用与第1方法不同的第2方法来判定内燃机的任何一个 气缸是否失火。这样，通过内燃机的运行点是否属于包含将内燃机连接在 后级上的扭转要素的后级的共振区域来改变失火的判定方法，由此在内燃 机的运行点属于共振区域时，能够更可靠并且更高精度地判定失火。
在这样的本发明的第1内燃机的失火判定装置中，也可以设置成：所 述第1方法是基于所述运算出来的单位旋转角转速的变动来判定失火的方 法；所述第2方法是基于滤波处理后转速的变动来判定失火的方法，所述 滤波处理后转速是对于所述运算出来的单位旋转角转速使用切掉低频区域 的高通滤波器而得到的。
在该作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第1内燃机的失 火判定装置中，所述第2方法也可以设为使用与所述内燃机的转速相对应 的高通滤波器的方法。此时，所述第2方法也可以设为使用所述内燃机的 转速越大就将越高频率以下的区域切掉的高通滤波器的方法。进而此时， 所述第2方法也可以设为使用将作为所述内燃机的转速的一半的频率以上 的频率以下的区域切掉的高通滤波器的方法。这是因为，1个气缸失火时 的基于失火气缸的旋转变动为内燃机的转速的一半的频率，通过将其附近 以下的频率区域切掉，能够将由共振引起的成分除去。
另外，在作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第1内燃机 的失火判定装置中，所述第2方法也可以设为基于将高通滤波器使用于所 述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火 的方法，所述高通滤波器是与所述内燃机的转速相对应地改变其中所述内 燃机的爆发燃烧的频率的衰减较小、但该爆发燃烧的频率除以气缸数所得 的频率的衰减较大的预定的高通滤波器的个数而得到的。这样一来，能够 通过改变预定的高通滤波器的个数而使高通滤波器与内燃机的转速相对 应。此时，所述第2方法也可以设为基于将高通滤波器使用于所述运算出 来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火的方法， 所述高通滤波器是具有所述内燃机的转速越大则所述预定的高通滤波器的 个数越少的倾向的高通滤波器。进而此时，所述第2方法也可以设为这样 的方法：在所述内燃机的转速小于第1转速时，基于将由第1个数的所述 预定的高通滤波器构成的高通滤波器使用于所述运算出来的单位旋转角转 速而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火；在所述内燃机的转速大于 等于所述第1转速但小于比该第1转速大的所述第2转速时，基于将由比 所述第1个数少的第2个数的所述预定的高通滤波器构成的高通滤波器使 用于所述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动，来 判定失火。
进而，在作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第1内燃机 的失火判定装置中，所述第2方法也可以设为基于将高通滤波器使用于所 述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火 的方法，所述高通滤波器是与所述内燃机的旋转和基于所述扭转要素的扭 转而产生的共振的周期的关系即共振周期关系相对应的高通滤波器。这样 一来，由于使用与内燃机的旋转和基于扭转要素的扭转而产生的共振的周 期的关系即共振周期关系相对应的高通滤波器，所以能够得到将基于扭转 要素的扭转而产生的共振的影响更可靠地除去的滤波处理后转速，能够更 高精度地判定内燃机的失火。此时，所述第2方法也可以设为这样的方法： 在作为所述共振周期关系是所述共振的周期对应于所述内燃机旋转1圈的 关系时，基于将第1高通滤波器使用于所述运算出来的单位旋转角转速而 得到的滤波处理后转速的变动来判定失火，所述第1高通滤波器是所述内 燃机的爆发燃烧的频率的衰减较小、但该爆发燃烧的频率除以气缸数再乘 以2所得的频率的衰减较大的高通滤波器；在作为所述共振周期关系是所 述共振的周期对应于所述内燃机旋转2圈的关系时，基于将第2高通滤波 器使用于所述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动 来判定失火，所述第2高通滤波器是所述内燃机的爆发燃烧的频率的衰减 较小、但该爆发燃烧的频率除以气缸数所得的频率的衰减较大的高通滤波 器。进而此时，也可以设为：所述第1高通滤波器是使用第1个数的、所 述内燃机的爆发燃烧的频率的衰减较小但该爆发燃烧的频率除以气缸数所 得的频率的衰减较大的预定的高通滤波器而构成的；所述第2高通滤波器 是使用比所述第1个数少的第2个数的所述预定的高通滤波器而构成的。
或者，在作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第1内燃机 的失火判定装置中，所述第2方法也可以设为在所述滤波处理后转速的变 动量小于阈值变动量时判定为失火的方法。这是因为通过使用高通滤波器， 基于失火气缸的旋转变动变小。此时，所述第2方法也可以设为使用与所 述内燃机的输出扭矩相对应的阈值变动量来判定失火的方法。这样一来， 能够根据内燃机的输出扭矩而更可靠地高精度地判定失火。
在上面任意一种方式的本发明的第1内燃机的失火判定装置中，也可 以设为：代替所述单位旋转角转速而使用所述内燃机的输出轴的每(隔) 预定的单位旋转角的旋转角速度即单位旋转角角速度来判定失火。单位旋 转角转速可以通过乘以系数而变为单位旋转角角速度，所以代替单位旋转 角转速而使用单位旋转角角速度同样能够高精度地判定内燃机的失火。
本发明的第2内燃机的失火判定装置，是对经由扭转要素而将输出轴 连接在后级上的多气缸的内燃机的失火进行判定的失火判定装置，包括：
旋转位置检测单元，其检测所述内燃机的输出轴的旋转位置；
单位旋转角角速度运算单元，其基于所检测出的旋转位置运算作为所 述内燃机的输出轴的每(隔)预定的单位旋转角的旋转角速度的单位旋转 角角速度；和
失火判定单元，在所述内燃机的运行点不属于包含所述扭转要素的后 级的共振区域时，对所述运算出来的单位旋转角角速度使用第1方法来判 断是否该内燃机的任何一个气缸失火；在所述内燃机的运行点属于所述共 振区域时，对所述运算出来的单位旋转角角速度使用与所述第1方法不同 的第2方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失火。
在该本发明的第2内燃机的失火判定装置中，在多气缸内燃机的运行 点不属于包含将内燃机连接在后级上的扭转要素的后级的共振区域时，相 对于基于内燃机的输出轴的旋转位置而运算的内燃机的输出轴的每隔预定 的单位旋转角的旋转角速度即单位旋转角角速度使用第1方法，来判定内 燃机的任何一个气缸是否失火。而且，在内燃机的运行点属于共振区域时， 相对于单位旋转角角速度使用与第1方法不同的第2方法来判定内燃机的 任何一个气缸是否失火。这样，通过内燃机的运行点是否属于包含将内燃 机连接在后级上的扭转要素的后级的共振区域来改变失火的判定方法，由 此在内燃机的运行点属于共振区域时，能够更可靠并且更高精度地判定失 火。
在这样的本发明的第2内燃机的失火判定装置中，也可以设置成：所 述第1方法是基于所述运算出来的单位旋转角角速度来判定失火的方法； 所述第2方法是基于对于所述运算出来的单位旋转角角速度使用切掉低频 区域的高通滤波器而得到的滤波处理后角速度来判定失火的方法。
在该作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第2内燃机的失 火判定装置中，所述第2方法也可以设为这样的方法：在使所述内燃机以 大于等于预定负荷的高负荷运行时，对所述滤波处理后角速度施行高负荷 用判定处理来判定失火；在使所述内燃机以小于所述预定负荷的低负荷运 行时，对所述滤波处理后角速度施行与所述高负荷用判定处理不同的低负 荷用判定处理来判定失火。这样一来，即使在内燃机的运行点属于共振区 域时使内燃机以大于等于预定负荷的高负荷运行，或者即使使内燃机以小 于预定负荷的低负荷运行，也能够正确地判定内燃机的失火。
在该作为第2方法、根据内燃机的负荷而改变处理来判定失火的方式 的本发明的第2内燃机的失火判定装置中，所述高负荷用判定处理可以设 为基于将所述滤波处理后角速度的微分值的绝对值在第1预定范围内进行 积分所得到的高负荷用判定参数来判定失火的处理。此时，所述第1预定 范围可以设为从所述多个气缸中的作为判定对象的气缸的压缩行程中的上 止点开始、到邻接在该作为对象的气缸之后的气缸的压缩行程中的上止点 为止所包含的第1预定曲轴转角范围。另外，所述高负荷用判定处理可以 设为在所述高负荷用判定参数小于高负荷用预定值时判定为失火的处理。 由此，能够高精度地进行内燃机的运行点属于共振区域、使内燃机以高负 荷运行时的内燃机的失火的判定。
另外，在作为第2方法、根据内燃机的负荷而改变处理来判定失火的 方式的本发明的第2内燃机的失火判定装置中，所述低负荷用判定处理也 可以设为基于所述滤波处理后角速度在第2预定范围内进行积分所得到的 低负荷用判定参数来判定失火的处理。此时，所述第2预定范围也可以设 为从所述多个气缸中的作为对象的气缸的压缩行程中的上止点开始、到邻 接在该作为对象的气缸之后的(下一个)气缸的压缩行程中的上止点为止 所包含的第1预定曲轴转角范围。另外，所述低负荷用判定处理也可以设 为在所述低负荷用判定参数小于低负荷用预定值时判定为失火的处理。由 此，能够高精度地进行内燃机的运行点属于共振区域、内燃机以低负荷运 行时的内燃机的失火的判定。
进而，在作为第2方法、根据内燃机的负荷而改变处理来判定失火的 方式的本发明的第2内燃机的失火判定装置中，所述第2方法也可以设为 这样的方法：在为了使净化所述内燃机的排气的净化装置所包含的催化剂 激活(活性化)而进行预热运行时，与所述内燃机的负荷无关地施行所述 低负荷用判定处理来判定失火。这样一来，能够高精度地进行内燃机的运 行点属于共振区域、使内燃机进行用于催化剂的激活的预热运行时的内燃 机的失火的判定。
在作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第2内燃机的失火 判定装置中，所述第2方法也可以设为这样的方法：对从所述内燃机输出 的扭矩中的、基于进行往复运动的部件的惯性的往复质量惯性扭矩所施加 给所述内燃机的输出轴的旋转角速度的影响分量(成分)进行运算，并且 使用从所述滤波处理后角速度减去所述运算出来的影响分量而得到的判定 用角速度来判定失火。这样一来，通过使用从滤波处理后角速度减去由基 于进行往复运动的部件的惯性的往复质量惯性扭矩产生的影响成分而得的 判定用角速度来判定失火，使伴随着内燃机的爆炸燃烧、失火等的气缸内 的压力的扭矩的影响显性化(显现)而判定失火，所以能够高精度地进行 内燃机的运行点属于共振区域时的内燃机的失火的判定。此时，所述往复 质量惯性扭矩，在将往复部件的质量的总和设为M、将所述内燃机的输出 轴的旋转位置的从基准位置算起的角度设为θ、将所述内燃机的活塞的顶 面的投影面积设为A、将所述内燃机的输出轴的旋转角速度设为ω、将所 述内燃机的气缸内的体积作为所述输出轴的旋转位置的角度θ的函数而设 为V(θ)时，可以通过下式来表示：
往复质量惯性扭矩
在上面任意一种方式的本发明的第2内燃机的失火判定装置中，也可 以设为：代替所述单位旋转角角速度而使用所述内燃机的输出轴的每预定 的单位旋转角的转速即单位旋转角转速来判定失火。单位旋转角角速度可 以通过乘以系数而变为单位旋转角转速，所以代替单位旋转角角速度而使 用单位旋转角转速同样能够高精度地判定内燃机的失火。
本发明的车辆，包括：多气缸内燃机，其经由作为扭转要素的减震器 而将输出轴连接在车轴侧即后级上；和对所述内燃机的失火进行判定的根 据上述任意一种方式所述的本发明的第1或第2内燃机的失火判定装置。 因此，本发明的车辆能够起到与本发明的第1或第2内燃机的失火判定装 置所起到的效果、例如即使在内燃机的运行点属于共振区域时也能够更可 靠地高精度地判定失火的效果等同样的效果。在这里，作为减震器的后级 包含变速机构等。
在这样的本发明的车辆中，也可以包括：电力动力输入输出单元，其 在所述减震器的后级侧被连接于连接在该减震器上的减震器轴和连接在车 轴侧的驱动轴上，伴随着电力和动力的输入输出，向所述减震器轴和所述 驱动轴输入动力以及接收从所述减震器轴和所述驱动轴输出的动力；和电 动机，其向所述驱动轴输入动力以及接收从所述驱动轴输出的动力。此时， 即使在通过电力动力输入输出单元、电动机进行抑制伴随着车轴侧的扭矩 变动的振动的减震控制时，也能够高精度地判定内燃机的失火。
本发明的第1内燃机的失火判定方法，它是对经由扭转要素而将输出 轴连接在后级上的多气缸内燃机的失火进行判定的失火判定方法，其基于 内燃机的输出轴的旋转位置运算作为所述内燃机的输出轴的每预定的单位 旋转角的转速的单位旋转角转速；在所述内燃机的运行点不属于包含所述 扭转要素的后级的共振区域时，对所述运算出来的单位旋转角转速使用第 1方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失火；在所述内燃机的运行点 属于所述共振区域时，对所述运算出来的单位旋转角转速使用与所述第1 方法不同的第2方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失火。
在该本发明的第1内燃机的失火判定方法中，在多气缸内燃机的运行 点不属于包含将内燃机连接在后级上的扭转要素的后级的共振区域时，相 对于基于内燃机的输出轴的旋转位置而运算的内燃机的输出轴的每预定的 单位旋转角的转速即单位旋转角转速使用第1方法，来判定内燃机的任何 一个气缸是否失火。而且，在内燃机的运行点属于共振区域时，相对于单 位旋转角转速使用与第1方法不同的第2方法来判定内燃机的任何一个气 缸是否失火。这样，通过内燃机的运行点是否属于包含将内燃机连接在后 级上的扭转要素的后级的共振区域来改变失火的判定方法，由此在内燃机 的运行点属于共振区域时，能够更可靠并且更高精度地判定失火。
在这样的本发明的第1内燃机的失火判定方法中，也可以设为：所述 第1方法是基于所述运算出来的单位旋转角转速的变动来判定失火的方 法；所述第2方法是基于对于所述运算出来的单位旋转角转速使用切掉低 频区域的高通滤波器而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火的方法。
在该作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第1内燃机的失 火判定方法中，所述第2方法也可以设为基于将高通滤波器使用于所述运 算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动来判定失火的方 法，所述高通滤波器是，与所述内燃机的转速相对应地，改变其中所述内 燃机的爆发燃烧的频率的衰减较小、但该爆发燃烧的频率除以气缸数所得 的频率的衰减较大的预定的高通滤波器的个数而得到的。这样一来，能够 通过改变预定的高通滤波器的个数而使高通滤波器与内燃机的转速相对 应。
另外，在该作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第1内燃 机的失火判定方法中，所述第2方法也可以设为基于将高通滤波器使用于 所述运算出来的单位旋转角转速而得到的滤波处理后转速的变动来判定失 火的方法，所述高通滤波器是与所述内燃机的旋转和基于所述扭转要素的 扭转而产生的共振的周期的关系即共振周期关系相对应的高通滤波器。这 样一来，由于使用与内燃机的旋转和基于扭转要素的扭转而产生的共振的 周期的关系即共振周期关系相对应的高通滤波器，所以能够得到将基于扭 转要素的扭转而产生的共振的影响更可靠地除去的滤波处理后转速，能够 更高精度地判定内燃机的失火。
本发明的第2内燃机的失火判定方法，是对经由扭转要素而将输出轴 连接在后级上的多气缸内燃机的失火进行判定的失火判定方法，
它基于所述内燃机的输出轴的旋转位置运算作为所述内燃机的输出轴 的隔预定的单位旋转角的旋转角速度的单位旋转角角速度；在所述内燃机 的运行点不属于包含所述扭转要素的后级的共振区域时，对所述运算出来 的单位旋转角角速度使用第1方法来判断是否该内燃机的任何一个气缸失 火；在所述内燃机的运行点属于所述共振区域时，对所述运算出来的单位 旋转角角速度使用与所述第1方法不同的第2方法来判断是否该内燃机的 任何一个气缸失火。
在该本发明的第2内燃机的失火判定方法中，在多气缸内燃机的运行 点不属于包含将内燃机连接在后级上的扭转要素的后级的共振区域时，相 对于基于内燃机的输出轴的旋转位置而运算的内燃机的输出轴的每隔预定 的单位旋转角的旋转角速度即单位旋转角角速度使用第1方法，来判定内 燃机的任何一个气缸是否失火。而且，在内燃机的运行点属于共振区域时， 相对于单位旋转角角速度使用与第1方法不同的第2方法来判定内燃机的 任何一个气缸是否失火。这样，通过内燃机的运行点是否属于包含将内燃 机连接在后级上的扭转要素的后级的共振区域来改变失火的判定方法，由 此在内燃机的运行点属于共振区域时，能够更可靠并且更高精度地判定失 火。
在这样的本发明的第2内燃机的失火判定方法中，也可以设置成：所 述第1方法是基于所述运算出来的单位旋转角角速度来判定失火的方法； 所述第2方法是基于对于所述运算出来的单位旋转角角速度使用切掉低频 区域的高通滤波器而得到的滤波处理后角速度来判定失火的方法。
在该作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第2内燃机的失 火判定方法中，所述第2方法也可以设为这样的方法：在使所述内燃机以 大于等于预定负荷的高负荷运行时，基于将所述滤波处理后角速度的微分 值的绝对值在第1预定范围内进行积分所得到的高负荷用判定参数来判定 失火；在使所述内燃机以小于所述预定负荷的低负荷运行时，基于所述滤 波处理后角速度在第2预定范围内进行积分所得到的低负荷用判定参数来 判定失火。这样一来，即使在内燃机的运行点属于共振区域时使内燃机以 大于等于预定负荷的高负荷运行，或者即使使内燃机以小于预定负荷的低 负荷运行，也能够适当地判定内燃机的失火。
另外，在该作为第2方法使用高通滤波器的方式的本发明的第2内燃 机的失火判定方法中，所述第2方法也可以设为这样的方法：对从所述内 燃机输出的扭矩中基于进行往复运动的部件的惯性的往复质量惯性扭矩所 施加给所述内燃机的输出轴的旋转角速度的影响分量进行运算，并且使用 从所述滤波处理后角速度减去所述运算出来的影响分量而得到的判定用角 速度来判定失火。这样一来，通过使用从滤波处理后角速度减去由基于进 行往复运动的部件的惯性的往复质量惯性扭矩产生的影响成分而得的判定 用角速度来判定失火，使伴随着内燃机的爆炸燃烧、失火等的气缸内的压 力的扭矩的影响显性化而判定失火，所以能够高精度地进行内燃机的运行 点属于共振区域时的内燃机的失火的判定。
附图说明
图1是表示作为本发明的一个实施例的混合动力汽车20的结构的大概 的结构图；
图2是表示发动机22的结构的大概的结构图；
图3是表示由发动机ECU24执行的失火判定处理的一个实例的流程 图；
图4是表示通常时失火检测处理的一个实例的流程图；
图5是表示共振区域失火检测处理的一个实例的流程图；
图6是表示30度转速N30的运算处理的一个实例的流程图；
图7是表示在发动机22的运行状态不处于共振区域时，一个气缸失火 的发动机22的30度旋转所需要时间T30和曲轴转角CA的时间变化的一 个实例的说明图；
图8是表示高通滤波器的伯德线图的一个实例的说明图；
图9是表示在发动机22的运行状态处于共振区域时，一个气缸失火的 发动机22的30度旋转所需要时间T30、曲轴转角CA、和滤波处理后转 速F(N30)的时间变化的一个实例的说明图；
图10是表示共变形例的振区域失火检测处理的一个实例的流程图；
图11是表示共振的周期的区域的图(map)的一个实例的说明图；
图12是表示变形例的共振区域失火检测处理的一个实例的流程图；
图13是表示第2实施例的共振区域失火检测处理的一个实例的流程 图；
图14是表示ω10运算处理的一个实例的流程图；
图15是表示在使发动机22在高负荷区域运行期间使点火顺序的第1 个气缸和第2个气缸失火时的滤波后角速度ω10fh与微分值dω/dt的变化 的一个实例的说明图；
图16是表示由微分运算求出的频率与增益的关系的说明图；
图17是表示在使发动机22在低负荷区域运行期间使点火顺序的第2 个气缸失火时的滤波后角速度ω10fl与该滤波后角速度ω10fl的微分值d ω/dt的变化的一个实例的说明图；
图18是表示第3实施例的共振区域失火检测处理的一个实例的流程 图；
图19是表示变形例的混合动力汽车120的结构的大概的结构图。
图20是表示变形例的混合动力汽车220的结构的大概的结构图。
具体实施方式
接下来，使用实施例对实施本发明的最佳方式进行说明。
图1是表示混合动力汽车20的结构的大概的结构图，其中所述混合动 力汽车装载有作为本发明的第1实施例的内燃机的失火判定装置。第1实 施例的混合动力汽车20如图所示，包括：发动机22，经由作为扭转要素 的减震器28连接在作为发动机22的输出轴的曲轴26上的3轴式动力分配 综合机构30，连接在动力分配综合机构30上的能够发电的电动机MG1， 安装在作为连接在动力分配综合机构30上的驱动轴的齿圈轴32a上的减速 器35，连接在该减速器35上的电动机MG2，和控制车辆整体的混合动力 用电子控制单元70。在这里，作为第1实施例的内燃机的失火判定装置， 主要对应于控制发动机22的发动机用电子控制单元24。
发动机22，构成为能够通过例如汽油或轻油等碳氢化合物类燃料输出 动力的6缸内燃机，如图2所示，经由节气门124将由空气滤清器122净 化的空气吸入，同时从设置在每个气缸上的燃料喷射阀126喷射汽油，使 吸入的空气与汽油混合，经由进气门128将该混合气体吸入燃料室，通过 由火花塞130产生的电火花使其爆炸燃烧，将由其能量向下推动的活塞132 的往复运动转换为曲轴26的旋转运动。来自发动机22的排气，经由对一 氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮的氧化物(NOx)等有害成分进 行净化的净化装置(三元催化剂)134向大气排出。
发动机22，由发动机用电子控制单元(以下称为发动机ECU)24控 制。发动机ECU24由以CPU24a为中心的微处理器构成，除CPU24a之 外还包括储存处理程序的ROM24b、暂时储存数据的RAM24c和未图示的 输入输出端口以及通信端口。经由输入端口向发动机ECU24输入有：来 自检测发动机22的状态的各种传感器的信号；来自检测曲轴26的旋转位 置的曲轴位置传感器140的曲轴位置；来自检测发动机22的冷却水的温度 的水温传感器142的冷却水温；来自检测凸轮轴的旋转位置的凸轮位置传 感器144的凸轮位置，所述凸轮轴使向燃烧室进行进气排气的进气门128 和排气门开闭；来自检测节气门124的位置的节气门位置传感器146的节 气门位置；来自安装在进气管上的空气流量计148的空气流量信号AF；来 自安装在该进气管上的温度传感器149的进气温度；来自空燃比传感器 135a的空燃比AF；来自氧气传感器135b的氧气信号等。另外，从发动机 ECU24，经由输出端口输出用于驱动发动机22的各种控制信号，例如： 给燃料喷射阀126的驱动信号，给调节节气门124的位置的节气门电动机 136的驱动信号，给与点火器一体化的点火线圈138的控制信号，给能够 改变进气门128的开闭定时的可变气门定时机构150的控制信号等。另外， 发动机ECU24与混合动力用电子控制单元70进行通信，通过来自混合动 力用电子控制单元70的控制信号来运行控制发动机22，同时根据需要输 出与发动机22的运行状态有关的数据。另外，上述的曲轴位置传感器140， 构成为具有定时转子的电磁拾波传感器，所述定时转子被安装成与曲轴26 同步旋转，每隔10度形成有齿，并且为了用于基准位置检测而形成了(缺 少)2个齿的缺口，曲轴26每旋转10度，产生一次整形波。
动力分配综合机构30，包括：外齿轮的太阳齿轮31，配置在与该太阳 齿轮31同心的圆上的内齿轮的齿圈32，与太阳齿轮31啮合同时与齿圈32 啮合的多个小齿轮33，和将多个小齿轮33保持得自转以及公转自如的行 星架34；以太阳齿轮31、齿圈32和行星架34为旋转要素构成进行差动作 用的行星齿轮机构。动力分配综合机构30，在行星架34上连结有发动机 22的曲轴26，在太阳齿轮31上连结有电动机MG1，在齿圈32上经由齿 圈轴32a连结有减速器35；在电动机MG1作为发电机而工作时，将从行 星架34输入的来自发动机22的动力根据传动比分配到太阳齿轮31侧和齿 圈32侧；在电动机MG1作为电动机而工作时，将从行星架34输入的来 自发动机22的动力和从太阳齿轮31输入的来自电动机MG1的动力综合 (集成)，并向齿圈32侧输出。向齿圈32输出的动力，从齿圈轴32a经 由齿轮机构60和差速器62，最终向车辆的驱动轮63a、63b输出。
电动机MG1以及电动机MG2，都由能够作为发电机而驱动同时能够 作为电动机而驱动的周知的同步电动发电机构成，经由逆变器41、42与电 池50进行电力的交换。连接逆变器41、42与电池50的电力线54，由各 逆变器41、42共用的正极母线和负极母线构成，电动机MG1、MG2之一 发电的电力能够由另一电动机消耗。因此，电池50通过电动机MG1、MG2 之一发电的电力或不足的电力而进行充放电。另外，在通过电动机MG1、 MG2获得电力收支的平衡时，电池50不进行充放电。电动机MG1、MG2 都由电动机用电子控制单元(以下称作电动机ECU)40驱动控制。向电 动机ECU40中，输入为了驱动控制电动机MG1、MG2所必须的信号，例 如来自检测电动机MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器 43、44的信号或者由未图示的电流传感器检测出的、施加到电动机MG1、 MG2上的相电流等；从电动机ECU40输出给逆变器41、42的开关控制信 号。电动机ECU40与混合动力用电子控制单元70进行通信，根据来自混 合动力用电子控制单元70的控制信号驱动控制电动机MG1、MG2，同时， 根据需要将与电动机MG1、MG2的运行状态有关的数据向混合动力用电 子控制单元70输出。
电池50由电池用电子控制单元(以下称作电池ECU)52管理。向电 池ECU52中，输入用于管理电池50所必须的信号，例如来自设置在电池 50的端子间的未图示的电压传感器的端子间电压、来自安装在与电池50 的输出端子连接的电力线54上的未图示的电流传感器的充放电电流、来自 安装在电池50上的温度传感器51的电池温度Tb等，并根据需要，通过 通信将与电池50的状态有关的数据向混合动力用电子控制单元70输出。 另外，为了管理电池50，电池ECU52还基于由电流传感器检测出的充放 电电流的累计值运算残余容量(SOC)。
混合动力用电子控制单元70由以CPU72为中心的微处理器构成，除 CPU72之外还包括储存处理程序的ROM74、暂时储存数据的RAM76、 未图示的输入输出端口以及通信端口。通过输入端口向混合动力用电子控 制单元70输入有：来自点火开关80的点火信号，来自检测变速杆81的操 作位置的变速位置传感器82的变速位置SP，来自检测加速踏板83的踩下 量的加速踏板位置传感器84的加速器开度Acc，来自检测制动踏板85的 踩下量的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP，和来自车速传感器 88的车速V等。混合动力用电子控制单元70如上所述，经由通信端口与 发动机ECU24、电动机ECU40和电池ECU52连接在一起，与发动机 ECU24、电动机ECU40和电池ECU52进行各种控制信号、数据的交换。
这样构成的第1实施例的混合动力汽车20，基于与驾驶者对加速踏板 83的踩下量相对应的加速器开度Acc和车速V，计算应当向作为驱动轴的 齿圈轴32a输出的要求扭矩，并以将与该要求扭矩相对应的要求动力向齿 圈轴32a输出的方式，对发动机22、电动机MG1和电动机MG2进行运 行控制。作为发动机22、电动机MG1和电动机MG2的运行控制，包括 扭矩转换模式：其中以从发动机22输出与要求动力相当的动力的方式对发 动机22进行运行控制，同时以通过动力分配综合机构30、电动机MG1和 电动机MG2对从发动机22输出的动力的全部进行扭矩转换后向齿圈轴 32a输出的方式对电动机MG1、电动机MG2驱动控制；充放电运行模式： 其中以从发动机22输出与要求动力和电池50的充放电所必需的电力的和 相当的动力的方式对发动机22运行控制，同时伴随着电池50的充放电， 以从发动机22输出的动力的全部或者一部分随着由动力分配综合机构30、 电动机MG1和电动机MG2进行的扭矩转换而将要求动力向齿圈轴32a输 出的方式，对电动机MG1、电动机MG2驱动控制；以及电动机运行模式， 其中以使发动机22的运行停止，向齿圈轴32a输出来自电动机MG2的与 要求动力相当的动力的方式进行运行控制。
接下来，对于对发动机22的任意一个气缸是否失火进行判定时的动作 进行说明，其中所述发动机22装载在这样构成的第1实施例的混合动力汽 车20上。图3是表示由发动机ECU24执行的失火判定处理例程的一个实 例的流程图。该例程每隔预定时间反复执行。
在执行失火判定处理时，发动机ECU24的CPU24a首先输入发动机 22的转速Ne和扭矩Te(步骤S100)；基于所输入的转速Ne和扭矩Te， 执行对发动机22的运行状态是否处于包含减震器28的后级(动力分配综 合机构30等)的共振区域进行判定的处理(步骤S110)。在这里，在第1 实施例中，对于发动机22的转速Ne，将基于来自曲轴位置传感器140的 曲轴转角CA而通过运算求出的值设为要输入的值；对于扭矩Te，将从电 动机MG1的扭矩指令Tm1＊和发动机22的转速Ne求出的值设为要输入 的值。对于发动机22的运行状态是否处于包含减震器28的后级的共振区 域，预先通过实验等求出作为共振区域的发动机22的转速Ne和扭矩Te， 作为共振运行范围而储存在ROM24b中，通过所输入的发动机22的转速 Ne和扭矩Te是否属于所储存的共振运行范围来判定。另外，共振运行范 围可以通过实验，由发动机22的特性、在减震器28之后的后级(动力分 配综合机构30)等的特性来求得。
在通过步骤S110判定为发动机22的运行状态不处于包含减震器28 的后级的共振区域内时，通过图4所例示的通常失火检测处理进行发动机 22的任何气缸是否失火的失火检测(步骤S120)，在判定为发动机22的 运行状态处于包含减震器28的后级的共振区域内时，通过图5所例示的共 振区域失火检测处理进行发动机22的任何气缸是否失火的失火检测(步骤 S130)，然后结束失火判定处理。
在图4的通常失火检测处理中，首先输入由曲轴位置传感器140检测 出的曲轴转角CA，同时输入通过图6所例示的N30运算处理所运算出的 曲轴转角CA每隔30度的转速即30度转速N30(步骤S200)，取所输入 的30度转速N30的倒数从而计算曲轴26旋转30度所需要的30度旋转所 需要时间T30(步骤S210)。在这里，30度转速N30，如N30运算处理 所示，可以通下述2个步骤来求得：输入从作为基准的曲轴转角开始每隔 30度的曲轴转角CA(步骤S400)、通过用30度旋转所需要的时间除30 度来计算30度转速N30(步骤S410)。接下来，判定30度旋转所需要时 间T30是否大于阈值Tref(步骤S220)，在30度旋转所需要时间T30大 于阈值Tref时，判定为失火，基于所输入的曲轴转角CA确定失火的气缸 (步骤S230)，然后结束通常失火检测处理。在这里，阈值Tref被设定 为比气缸没有失火时的30度旋转所需要时间T30大、比该气缸失火时的 30度旋转所需要时间T30小的值，可以通过实验等求得，所述气缸是在作 为30度旋转所需要时间T30的基准的曲轴转角CA时处于燃烧行程的气 缸。失火的气缸可以确定为超过了阈值Tref的、在作为30度旋转所需要 时间T30的基准的曲轴转角CA时处于燃烧行程的气缸。在图7中表示在 发动机22的运行状态不处于共振区域内时、一个气缸失火的发动机22的 30度旋转所需要时间T30和曲轴转角CA的时间变化的一个实例。如图所 示，以曲轴转角CA每720度一次的频率(比例)，30度旋转所需要时间 T30超过阈值Tref。另外，在30度旋转所需要时间T30小于等于阈值Tref 时，判定为没有失火，然后结束通常失火检测处理。
在图5的共振区域失火检测处理中，首先，输入由曲轴位置传感器140 检测出的曲轴转角CA，同时输入通过图6所例示的N30运算处理所运算 出的曲轴转角CA每隔30度的转速即30度转速N30(步骤S300)。然后 基于发动机22的转速Ne设定高通滤波器(步骤S310)，对30度转速N30 使用所设定的高通滤波器从而得到滤波处理后转速F(N30)(步骤S320)。 在这里，使用高通滤波器是因为：由于一个气缸失火时的共振频率为失火 的频率、即与曲轴26旋转720度所需要的时间的周期相当的频率(发动机 22的转速Ne的一半的频率)，所以在曲轴26每旋转120度执行一次燃烧 行程的6缸发动机22中，通过使与该周期相当的频率透过同时将共振频率 切掉，从而从30度转速N30的变化中将由共振引起的影响除去。作为高 通滤波器，在第1实施例中使用了下式(1)所示的传递函数G。在图8 中表示第1实施例中使用的高通滤波器的伯德线图的一个实例。高通滤波 器的特性只要设计成使共振频率的增益充分下降即可，所以只要以从发动 机22的转速Ne求得曲轴26旋转720度所需要的时间、将以该时间为周 期的频率充分切掉的方式设定截止频率即可。
接下来，基于发动机22的扭矩Te设定阈值Fref(步骤S330)，判定 滤波处理后转速F(N30)的变化中的波谷与波峰的差即变动量ΔF是否小 于所设定的阈值Fref(步骤S340)，在变动量ΔF小于阈值Fref时，判定 为失火，基于所输入的曲轴转角CA确定失火的气缸(步骤S350)，结束 共振区域失火检测处理。在这里，阈值Fref，被设定为比气缸没有失火时 的滤波处理后转速F(N30)的变动量小、比该气缸失火时的滤波处理后转 速F(N30)的变动量大的值，可以通过实验等求得，所述气缸是在作为 30度转速N30的基准的曲轴转角CA下处于燃烧行程的气缸。在第1实施 例中，预先通过实验等求出发动机22的扭矩Te与阈值Tref的关系而以图 储存在ROM24b中，在给出扭矩Te时，从储存的图导出相对应的阈值Fref 而设定。在图9中表示在发动机22的运行状态属于共振区域时、一个气缸 失火的发动机22的30度旋转所需要时间T30、曲轴转角CA和滤波处理 后转速F(N30)的时间变化的一个实例。如图所示，滤波处理后转速F (N30)除去了由共振产生的影响，从而良好地检测出失火。另外，在滤 波处理后转速F(N30)的变动量ΔF小于等于阈值Fref时，判定为没有 失火，结束共振区域失火检测处理。
根据以上所说明的第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失 火判定装置，在发动机22的运行状态不属于包含减震器28的后级的共振 区域时通过通常时失火检测处理来判定失火，在发动机22的运行状态属于 包含减震器28的后级的共振区域时通过与通常时失火检测处理不同的共 振区域失火检测处理来判定失火，所以不管发动机22的运行状态是否属于 包含减震器28的后级的共振区域，都能更可靠地高精度地判定失火。
另外，根据第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定 装置，在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时， 通过对30度转速N30使用了将由共振引起的影响除去的高通滤波器的滤 波处理后转速F(N30)的变动量ΔF是否小于阈值Fref来判定失火，所 以即使属于共振区域，也能更可靠地高精度地判定失火。而且，由于通过 发动机22的转速Ne设定高通滤波器的特性，所以能够更高精度地判定失 火。另外，由于通过发动机22的扭矩Te改变失火判定的阈值Fref，所以 能够更高精度地判定失火。
在第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中， 在发动机22的运行状态不属于包含减震器28的后级的共振区域时，将通 过30度旋转所需要时间T30是否大于阈值Tref来判定失火的处理作为通 常时失火检测处理来判定失火，但并不局限于基于30度旋转所需要时间 T30的失火检测，也可以将其他的失火检测处理作为通常时失火检测处理 来判定失火。
在第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中， 在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时，将通过 对30度转速N30使用了高通滤波器的滤波处理后转速F(N30)的变动量 ΔF是否小于阈值Fref来判定失火的处理作为共振区域失火检测处理来判 定失火，但并不局限于基于滤波处理后转速F(N30)的变动量ΔF的失火 检测，也可以将通过除去了由共振引起的影响的发动机22的旋转变动来判 定失火的处理等其他的处理作为共振区域失火检测处理来判定失火。
在第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中， 作为共振区域失火检测处理，通过对30度转速N30使用与发动机22的转 速Ne相对应的高通滤波器而得到的滤波处理后转速F(N30)的变动量ΔF 来判定失火，但对于30度转速N30并不局限于发动机22的转速Ne，也 可以通过使用同一高通滤波器而得到的滤波处理后转速F(N30)的变动量 ΔF来判定失火。此时，作为高通滤波器的特性，只要使成为共振区域的发 动机22的转速Ne的范围的下限转速的3倍的频率透过、但成为共振区域 的发动机22的转速Ne的范围的上限转速的一半的频率切掉即可。
在第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中， 作为共振区域失火检测处理，在滤波处理后转速F(N30)的变动量ΔF小 于与发动机22的扭矩Te相对应的阈值Fref时判定为失火，但并不局限于 发动机22的扭矩Te，也可以在滤波处理后转速F(N30)的变动量ΔF小 于一定的阈值时判定为失火。
在第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中， 在基于发动机22的转速Ne和扭矩Te判定发动机22的运行状态属于包含 减震器28的后级(动力分配综合机构30等)的共振区域时，将曲轴26 旋转720度的周期、即与发动机22旋转2圈相当的周期设为失火的周期， 并对30度转速N30使用高通滤波器而得到滤波处理后转速F(N30)，从 而进行发动机22的任何一个气缸是否失火的失火检测，所述高通滤波器以 将与该周期相对应的频率充分地切掉的方式设定了截止频率，但也可以在 基于发动机22的转速Ne和扭矩Te判定发动机22的运行状态属于包含减 震器28的后级的共振区域时，基于发动机22的转速Ne、扭矩Te判定包 含减震器28的后级的共振的周期是处于与发动机22的1转(1圈)相当 的区域(每转1次的区域)还是与2转相当的区域(每转0.5次的区域) 的共振周期，同时对30度转速N30使用与该判定结果的共振周期相对应 的高通滤波器而得到滤波处理后转速F(N30)从而进行发动机22的任何 一个气缸是否失火的失火检测。此时，只要代替图5的共振区域失火检测 处理而执行图10的共振区域失火检测处理即可。下面对执行图10的共振 区域失火检测处理的变形例的混合动力汽车20B进行说明。
在图10的共振区域失火检测处理中，在输入曲轴转角CA和30度转 速N30后(步骤S300)，输入发动机22的转速Ne和扭矩Te(步骤S302)， 基于所输入的发动机22的转速Ne和扭矩Te判定包含减震器28的后级的 共振的周期是处于与发动机22的1转相当的区域(每转1次的区域)还是 与2转相当的区域(每转0.5次的区域)的共振周期(步骤S304)。在这 里，发动机22的扭矩Te输入的是通过发动机22的转速Ne和节气门124 的开度(加速器开度)计算的假定要输出的扭矩的值。共振周期的判定在 实施例中是这样进行的：相对于发动机22的转速Ne和扭矩Te，预先通过 实验求出包含减震器28的后级的共振的周期是处于每转1次的区域还是每 转0.5次的区域，以图形式预先储存在发动机ECU24的ROM24b中，在 给出发动机22的转速Ne和扭矩Te时，从图导出对应的共振的周期的区 域。在图11中表示共振的周期的区域的图的一个实例。
通过共振周期的判定(S304，S306)，在其结果判定为共振的周期为 与发动机22的2转相当的区域(每转0.5次的区域)时，基于发动机22 的转速Ne设定每转0.5次用的高通滤波器(步骤S308)，在判定为共振 的周期为与发动机22的1转相当的区域(每转1次的区域)时，基于发动 机22的转速Ne设定旋转1次用的高通滤波器(步骤S309)，对30度转 速N30使用所设定的高通滤波器从而得到滤波处理后转速F(N30)(步 骤S320)，基于该滤波处理后转速F(N30)执行上述步骤S330～S350 而进行发动机22的任何一个气缸是否失火的失火检测。在这里基于步骤 S312的发动机22的转速Ne设定每转0.5次用的高通滤波器的处理与上述 的第1实施例的图5的共振区域失火检测处理中的步骤S310的处理相同， 这是因为将曲轴转角CA旋转720度的时间设为共振的周期。在该变形例 的混合动力汽车20B中，通过改变发动机22的爆炸燃烧的频率的衰减较 小但共振的频率的衰减较大的基本高通滤波器的重叠数目，而设定每转0.5 次用的高通滤波器、旋转1次用的高通滤波器。失火的频率为爆炸燃烧的 频率除以气缸数，每转0.5次的共振变为该失火的频率，每转1次的共振 变为该失火的频率的2倍的频率。在6缸发动机的情况下，在2000rpm下 气缸的爆发燃烧的频率为100Hz，每转0.5次的共振的频率为17Hz，每转 1次的共振的频率变为33Hz，所以作为基本的高通滤波器，使用的是例如 对于爆发燃烧的频率(100Hz)的衰减率为99％、对于每转0.5次的频率 (17Hz)的衰减率为50％、对于每转1次的频率(33Hz)的衰减率为70％ 的高通滤波器，在将滤波处理后转速F(N30)中的共振的影响成分的设计 值设为衰减率25％时，作为每转0.5次用的高通滤波器可以使用重叠2个 基本高通滤波器的高通滤波器，作为旋转1次用的高通滤波器可以使用重 叠4个基本高通滤波器的高通滤波器。基于该考虑，在变形例的混合动力 汽车20B中，通过改变基本高通滤波器的重叠数目来设定每转0.5次用的 高通滤波器、旋转1次用的高通滤波器。另外，每转0.5次用的高通滤波 器、旋转1次用的高通滤波器并不局限于通过改变基本高通滤波器的重叠 数目来设定，也可以分别准备每转0.5次用的高通滤波器、旋转1次用的 高通滤波器而使用。
根据这样的变形例的混合动力汽车20B所装载的内燃机的失火判定装 置，在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时，判 定共振周期是处于与发动机22的1转相当的区域(每转1次共振的区域) 还是与2转相当的区域(每转0.5次共振的区域)，使用对30度转速N30 使用与共振周期相对应的高通滤波器而得到滤波处理后转速F(N30)，使 用该滤波处理后转速F(N30)进行失火判定，从而能够根据包含减震器 28的后级的共振周期，以更高的精度来判定发动机22的失火。
在变形例的混合动力汽车20B所装载的内燃机的失火判定装置中，基 于发动机22的转速Ne和扭矩Te来判定包含减震器28的后级的共振的周 期是处于与发动机22的1转相当的区域还是与2转相当的区域的共振周 期，但也可以仅通过发动机22的转速Ne和扭矩Te中的一方来判定包含 减震器28的后级的共振的周期是处于与发动机22的1转相当的区域还是 与2转相当的区域的共振周期，也可以在发动机22的转速Ne和扭矩Te 上加上其他的要素、例如减震器28之后的后级的联接状态等要素，来判定 包含减震器28的后级的共振的周期是处于与发动机22的1转相当的区域 还是与2转相当的区域的共振周期。
在第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中， 在基于发动机22的转速Ne和扭矩Te来判定发动机22的运行状态是否属 于包含减震器28的后级(动力分配综合机构30等)的共振区域，并且在 判定为属于共振区域时将曲轴26旋转720度的周期设为失火的周期，并对 30度转速N30使用高通滤波器而得到滤波处理后转速F(N30)从而进行 发动机22的任何一个气缸是否失火的失火检测，所述高通滤波器以将与该 周期相对应的频率充分地切掉的方式设定了截止频率，但也可以仅通过发 动机22的转速Ne来判定发动机22的运行状态是否属于包含减震器28的 后级的共振区域，并且对30度转速N30使用与发动机22的转速Ne相对 应的高通滤波器而得到滤波处理后转速F(N30)从而进行发动机22的任 何一个气缸是否失火的失火检测。此时，图3的失火判定处理中的步骤S110 的是否处于共振区域的判定，可以在发动机22的转速Ne变为预定转速(例 如4000rpm、5000rpm等)以下时判定为处于共振区域。从而，对于共振 区域的失火检测处理，也可以代替图5的共振区域失火检测处理而执行图 12的共振区域失火检测处理。下面对执行图12的共振区域失火检测处理 的变形例的混合动力汽车20C进行说明。
在图12的共振区域失火检测处理中，在输入曲轴转角CA和30度转 速N30时(步骤S300)，输入发动机22的转速Ne(步骤S312)，执行 对30度转速N30使用重叠第1个数(例如1个、2个、3个等)基本高通 滤波器而得到的滤波器的第1滤波处理从而运算滤波处理后转速F(N30)， 其中所述基本高通滤波器的发动机22在基本转速(例如2000rpm)下旋转 时的爆炸燃烧的频率的衰减较小但失火的频率的衰减较大(步骤S314)， 将所输入的发动机22的转速Ne与阈值Nref相比较(步骤S316)。在这 里，阈值Nref是用于判定是否处于在第1滤波处理中为进行失火判定所必 需的共振的影响的除去不够充分的转速区域的阈值，可以通过第1滤波处 理中所使用的滤波器的性能和共振来确定，可以使用例如2000rpm、 2500rpm等。
在发动机22的转速Ne为阈值Nref以上时，判断为处于在第1滤波 处理中能够将共振的影响充分除去的区域，基于通过第1滤波处理而得到 的滤波处理后转速F(N30)执行上述的步骤S330～350而进行发动机22 的任何一个气缸是否失火的失火检测；在发动机22的转速Ne小于阈值 Nref时，判断为处于在第1滤波处理中不能够将共振的影响充分除去的区 域，执行对通过第1滤波处理而得到的滤波处理后转速F(N30)使用滤波 器的第2滤波处理从而运算执行用的滤波处理后转速F(N30)，其中所述 滤波器是重叠第2个数(例如1个、2个、3个等)的在第1滤波处理中所 使用的基本高通滤波器而得到的(步骤S318)，基于通过第2滤波处理而 得到的滤波处理后转速F(N30)执行上述的步骤S330～350而进行发动 机22的任何一个气缸是否失火的失火检测。作为滤波处理，如果使使用基 本高通滤波器的运算反复执行与其个数相等的次数，则第1滤波处理成为 反复执行第1个数次使用基本高通滤波器的处理的处理，第2滤波处理成 为反复执行第2个数次使用基本高通滤波器的处理的处理。因此，滤波处 理后转速F(N30)，在发动机22的转速Ne为阈值Nref以上时通过反复 执行第1个数次使用基本高通滤波器的处理而得到，在发动机22的转速 Ne小于阈值Nref时通过反复执行作为第1个数与第2个数的和的次数的 使用基本高通滤波器的处理而得到。其结果，作为负荷，使发动机22的转 速Ne为阈值Nref以上时的滤波处理所需要的运算处理，比发动机22的 转速Ne小于阈值Nref时的滤波处理所需要的运算处理减轻。
根据这样的变形例的混合动力汽车20C所装载的内燃机的失火判定装 置，通过发动机22的转速Ne是否为预定转速(例如4000rpm、5000rpm 等)以下来判定发动机22的运行状态是否属于包含减震器28的后级的共 振区域，在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时， 首先执行第1滤波处理，通过发动机22的转速Ne是否为阈值Nref以上 来判定是否处于不能够在第1滤波处理中将共振的影响充分除去的区域， 然后执行第2滤波处理而运算滤波处理后转速F(N30)，使用该滤波处理 后转速F(N30)判定失火，所以能够与发动机22的转速Ne相对应地更 高精度地判定发动机22的失火。而且，作为第1滤波处理执行反复执行第 1个数次使用基本高通滤波器的处理的处理，作为第2滤波处理执行反复 执行作为第1个数与第2个数的和的第2个数次使用基本高通滤波器的处 理的处理，所以能够使发动机22的转速Ne为阈值Nref以上时的滤波处 理所需要的运算处理比发动机22的转速Ne小于阈值Nref时的滤波处理 所需要的运算处理减轻。另外，作为第1滤波处理、第2滤波处理，虽然 次数不同，但都是仅仅反复执行使用基本高通滤波器的滤波处理，所以不 必准备具有多个参数的高通滤波器。
在变形例的混合动力汽车20C所装载的内燃机的失火判定装置中，将 发动机22的转速Ne与一个阈值Nref相比较，然后实施使用重叠第1个 数的基本高通滤波器而成的滤波器的第1滤波处理、运算滤波处理后转速 F(N30)而判定失火，或者除了第1滤波处理以外实施使用重叠第2个数 的基本高通滤波器而成的滤波器的第2滤波处理、运算滤波处理后转速F (N30)而判定失火，但也可以将发动机22的转速Ne与两个以上阈值Nref 相比较，然后有选择地实施3个以上的滤波处理、运算滤波处理后转速F (N30)而判定失火。例如也可以：将发动机22的转速Ne与两个阈值Nref1、 Nref2(Nref1＜Nref2)相比较，在发动机22的转速Ne为阈值Nref2以上 时实施使用重叠第1个数基本高通滤波器而成的滤波器的第1滤波处理、 运算滤波处理后转速F(N30)来判定失火；在发动机22的转速Ne为阈 值Nref1以上但小于阈值Nref2时实施第1滤波处理以及使用重叠第2个 数基本高通滤波器而成的滤波器的第2滤波处理、运算滤波处理后转速F (N30)来判定失火；在发动机22的转速Ne小于阈值Nref1时实施第1 滤波处理、第2滤波处理以及使用重叠第3个数基本高通滤波器而成的滤 波器的第3滤波处理、运算滤波处理后转速F(N30)来判定失火等。
接下来，对装载有作为本发明的第2实施例的内燃机的失火判定装置 的混合动力汽车20D进行说明。除了作为硬件结构发动机22为8缸这一 点，第2实施例的混合动力汽车20D与使用图1、2说明的第1实施例的 混合动力汽车20的硬件结构相同。为了省略重复的说明，对于第2实施例 的混合动力汽车20D的硬件结构，赋予与对第1实施例的混合动力汽车20 的硬件结构所赋予的符号相同的符号，其说明从略。
除了代替图5所例示的共振区域失火检测处理而执行图13所例示的共 振区域失火检测处理，第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的 失火判定装置与第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定 装置同样，执行图3的失火判定处理和图4的通常失火检测处理。对于这 些处理如上所述。
在第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的失火判定装置 中，在发动机ECU24执行图13的共振区域失火检测处理时，发动机ECU24 的CPU24a首先执行输入发动机22的转速Ne和扭矩Te、催化剂预热标志 Fc、通过图14所例示的ω10运算处理运算出的曲轴26每旋转10度的旋 转角速度即10度旋转角速度ω10的处理(步骤S500)。在这里，催化剂 预热标志Fc是表示是否为了对填充在发动机22的净化装置134中的催化 剂进行预热而使发动机22在预定的运行状态下运行的标志，在为了预热催 化剂使发动机22在预定的运行状态下运行时由混合动力用电子控制单元 70设定为1，在不是为了预热催化剂使发动机22在预定的运行状态下运行 时设定为0。作为用于预热催化剂的发动机22的预定的运行状态，可以列 举例如通过使点火时刻比通常时滞后，从而使得容易将由发动机22的爆炸 燃烧产生的热量提供给净化装置134等。另外，10度旋转角速度ω10如ω 10运算处理所示，可通过下述步骤求得：输入曲轴转角CA(步骤S700)， 通过从来自曲轴位置传感器140的整形波输入的曲轴转角CA运算旋转10 度为止的经过时间，通过2π(10/360)/t运算曲轴转角CA的10度旋转 角速度ω10(步骤S710)。
在这样输入数据后，调查所输入的催化剂预热标志Fc的值，并且通过 发动机22的转速Ne和扭矩Te判定发动机22的运行状态是否处于高负荷 区域(步骤S510，S520)。对于发动机22的运行状态是否处于高负荷区 域，预先设定成为高负荷的发动机22的转速Ne和扭矩Te从而设定高负 荷区域，储存在ROM24b中，通过发动机22的转速Ne和扭矩Te是否属 于所储存的高负荷区域来判定。
当催化剂预热标志Fc为值0、即不在为了预热催化剂而使发动机22 在预定的运行状态下运行的状态下，并且发动机22在高负荷区域运行时， 对10度旋转角速度ω10实施高负荷用滤波处理而运算滤波后角速度ω 10fh(步骤S530)。作为高负荷用滤波处理，可以使用例如对10度旋转 角速度ω10使用重叠第1个数(例如3个、4个)基本高通滤波器而得到 的高通滤波器的处理，其中所述基本高通滤波器中的发动机22的爆炸燃烧 的频率的衰减较小但包含减震器28的后级的共振的频率的衰减较大。此 时，只要进行将对10度旋转角速度ω10使用基本高通滤波器的运算处理 反复执行与第1个数相对应的次数即可。
在这样运算滤波后角速度ω10fh之后，计算滤波后角速度ω10fh的微 分值dω/dt(步骤S540)。在实施例中，考虑到计算每10度的曲轴26的 旋转角速度即10度旋转角速度ω10，将通过下式(2)得到的值设为微分 值dω/dt。在式(2)中，计算曲轴转角CA时的旋转角速度即10度旋转 角速度ω10(CA)与曲轴转角(CA-10)时的旋转角速度即10度旋转角 速度ω10(CA-10)的差{ω10hi(CA)-ω10hi(CA-10)}除以在曲轴转 角CA时的旋转角速度即10度旋转角速度ω10hi(CA)下曲轴26旋转 10度所需要的时间之后的值，作为微分值dω/dt。
接下来，以从距压缩行程的上止点0度(TDC)的位置到距上止点90 度(ATDC90)的位置之间的区间为积分区间对微分值dω/dt的绝对值进 行积分，求得判定用值J1(步骤S550)，将求出的判定用值J1与阈值Jref1 相比较(步骤S560)，在判定用值J1小于阈值Jref1时判定为对象气缸(作 为判定对象的气缸，the cylinder in question)失火(步骤S570)，结束共 振区域失火检测处理。图15中表示在使发动机22在高负荷区域运行期间 使点火顺序的第1个气缸和第2个气缸失火时的滤波后角速度ω10fh与微 分值dω/dt的变化一个实例。如图所示，滤波后角速度ω10fh，由于没有 将包含减震器28的后级的共振的影响完全除去，所以失火的行为、紧接失 火之后的行为变得不规则，但微分值dω/dt与滤波后角速度ω10fh相比不 规则性较小。从而，在失火气缸中，微分值dω/dt的变化较小；在第2实 施例中，基于在该失火气缸中微分值dω/dt的变化较小这一情况判定失火。 微分值dω/dt与滤波后角速度ω10fh相比不规则性较小是因为，通过微分 运算使包含减震器28的共振的频率成分比爆炸燃烧的频率成分较大程度 地进行了平滑处理。图16表示由微分运算求出的频率与增益的关系。另外， 通过对微分运算后的微分值dω/dt进行积分运算，可会认为平滑的程度返 回到原来状态，但由于积分区间较短，所以表现出由微分运算引起的对平 滑的程度的影响较大。另外，以从距压缩行程的上止点0度(TDC)的位 置到距上止点90度(ATDC90)的位置为积分区间是因为：在8缸发动机 中，曲轴26每旋转90度产生爆炸燃烧，所以在从距压缩行程的上止点10 度(ATDC10)的位置到距上止点50度(ATDC50)之间由于爆炸燃烧而 加速，之后由于下一个气缸的压缩而减速，所以如果产生爆炸燃烧则加速 和减速较大地显现，如果失火则加速和减速较小地显现。因此，微分值d ω/dt，如果产生爆炸燃烧则从距压缩行程的上止点10度(ATDC10)的位 置到距上止点50度(ATDC50)之间变为比较大的正值，之后变为比较大 的负值；与此相对，如果失火则从距压缩行程的上止点10度(ATDC10) 的位置到距上止点50度(ATDC50)之间变为比较小的正值，之后变为比 较小的负值。因此，如果以从TDC的位置到ATDC90的位置为积分区间 对微分值dω/dt的绝对值进行积分，则如果爆炸燃烧则变为较大的值，如 果失火则变为较小的值。因此，如果将与判定用值J1相比的阈值Jref1设 定为比在爆炸燃烧时作为判定用值J1计算的值充分小并且比在失火时作 为判定用值J1计算的值充分大的值，则通过将判定用值J1与阈值Jref1 相比较，能够判断对象气缸是否失火。另外，当在步骤S560中判定为判定 用值J1为阈值Jref1以上时，判断为对象气缸没有失火，结束共振区域失 火检测处理。
当在步骤S510中催化剂预热标志Fc为值1、即判定为为了预热催化 剂而使发动机22在预定的运行状态下运行、或者在步骤S520中判定为发 动机22没有在高负荷区域运行时，对10度旋转角速度ω10实施低负荷用 滤波处理而运算滤波后角速度ω10fl(步骤S580)。作为低负荷用滤波处 理，可以使用在10度旋转角速度ω10上使用重叠第2个数(例如1个、2 个)在高负荷用滤波处理中使用的基本高通滤波器而得到的高通滤波器的 处理。此时，只要进行将对10度旋转角速度ω10使用基本高通滤波器的 运算处理反复执行与第2个数相对应的次数即可。与高负荷用滤波处理相 比将低负荷用滤波处理中的基本高通滤波器的重叠个数设置得较少是因 为：发动机22的运行状态为低负荷，所以包含减震器28的后级的共振的 影响也显现得较小。
接下来，以从距压缩行程的上止点0度(TDC)的位置到距上止点90 度(ATDC90)的位置之间的区间为积分区间，对滤波后角速度ω10fl进 行积分，求得判定用值J2(步骤S590)，将求出的判定用值J2与阈值Jref2 相比较(步骤S600)，在判定用值J2小于阈值Jref2时判定为对象气缸失 火(步骤S610)，结束共振区域失火检测处理。图17表示在使发动机22 在低负荷区域运行期间使点火顺序的第2个气缸失火时的滤波后角速度ω 10fl与该滤波后角速度ω10fl的微分值dω/dt的变化一个实例。如图所示， 与失火的第2个气缸的微分值dω/dt相比，滤波后角速度ω10fl的变动显 现得较大。此时，滤波后角速度ω10fl的变动较大地向负侧振动，所以作 为其积分值的判定用值J2在爆炸燃烧时变为值0附近，在失火时变为比较 大的负值。因此，如果将与判定用值J2相比较的阈值Jref2设定为：比在 爆炸燃烧时作为判定用值J2计算的值(0附近)充分小并且比在失火时作 为判定用值J2计算的值(比较大的负值)充分大的值，则通过将判定用值 J2与阈值Jref2相比较，能够判断对象气缸是否失火。另外，当在步骤S600 中判定为判定用值J2为阈值Jref2以上时，判断为对象气缸没有失火，结 束共振区域失火检测处理。
在这里，在判定为为了催化剂的预热而使发动机22在预定的运行状态 下运行时，也与在判定为发动机22不在高负载区域运行时同样，判定发动 机22的任何一个气缸是否失火，这是因为：在为了催化剂的预热而使发动 机22在预定的运行状态下运行时，如上所述，由于设为使点火时刻滞后等 运行状态，所以与使发动机22在高负载区域运行时相比，由爆炸燃烧引起 的包含减震器28的后级的共振显现得较小。
根据以上所说明的第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的 失火判定装置，当在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共 振区域时使发动机22在高负载区域运行时，以从TDC的位置到ATDC90 的位置之间为积分区间，对滤波后角速度ω10fh的微分值dω/dt的绝对值 进行积分而求得判定用值J1，所述滤波后角速度ω10fh是在每10度的曲 轴26的旋转角速度即10度旋转角速度ω10上实施高负荷用滤波处理而得 到的，通过将该求出的判定用值J1与阈值Jref1相比较，判定对象气缸是 否失火，所以能够高精度地判定当在发动机22的运行状态属于包含减震器 28的后级的共振区域时使发动机22在高负载区域运行时的发动机22的失 火。另外，当在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区 域时使发动机22在低负载区域运行时或者为了催化剂的预热而使发动机 22在预定的运行状态下运行时，以从TDC的位置到ATDC90的位置之间 为积分区间，对滤波后角速度ω10fl进行积分而求得判定用值J2，所述滤 波后角速度ω10fl是在每10度的曲轴26的旋转角速度即10度旋转角速度 ω10上实施低负荷用滤波处理而得到的，通过将该求出的判定用值J2与 阈值Jref2相比较，判定对象气缸是否失火，所以能够高精度地判定当在 发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时使发动机22 在低负载区域运行时或者为了催化剂的预热而使发动机22在预定的运行 状态下运行时的发动机22的失火。
在第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的失火判定装置 中，当在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时使 发动机22在高负载区域运行时，使用在10度旋转角速度ω10上使用重叠 第1个数的基本高通滤波器而得到的滤波器、通过滤波处理运算滤波后角 速度ω10fh，但也可以在10度旋转角速度ω10上使用单一的高负荷用的 高通滤波器、通过滤波处理运算滤波后角速度ω10fh。
在第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的失火判定装置 中，当在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时使 发动机22在高负载区域运行时，以从TDC的位置到ATDC90的位置之间 为积分区间对滤波后角速度ω10fh的微分值dω/dt的绝对值进行积分而求 得判定用值J1来判定失火，所述滤波后角速度ω10fh是在10度旋转角速 度ω10上实施高负荷用滤波处理而得到的，但也可以以从与TDC不同的 位置到与ATDC90不同的位置之间的区间为积分区间对滤波后角速度ω 10fh的微分值dω/dt的绝对值进行积分而求得判定用值J1来判定失火。 例如，也可以以从ATDC10的位置到ATDC80的位置之间为积分区间对 滤波后角速度ω10fh的微分值dω/dt的绝对值进行积分而求得判定用值 J1来判定失火。
在第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的失火判定装置 中，当在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时使 发动机22在低负载区域运行时或者为了催化剂的预热而使发动机22在预 定的运行状态下运行时，以从TDC的位置到ATDC90的位置之间为积分 区间对滤波后角速度ω10fl进行积分而求得判定用值J2来判定失火，所述 滤波后角速度ω10fl是在10度旋转角速度ω10上实施低负荷用滤波处理 而得到的，但在为了催化剂的预热而使发动机22在预定的运行状态下运行 时，也可以通过与使发动机22在低负载区域运行时不同的方法来判定失 火。
在第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的失火判定装置 中，当在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时使 发动机22在低负载区域运行时或者为了催化剂的预热而使发动机22在预 定的运行状态下运行时，使用在10度旋转角速度ω10上使用重叠第2个 数的基本高通滤波器而得到的滤波器，从而通过滤波处理运算滤波后角速 度ω10fl，但也可以在10度旋转角速度ω10上使用单一的低负荷用的高通 滤波器以通过滤波处理运算滤波后角速度ω10fl。
在第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的失火判定装置 中，当在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时使 发动机22在低负载区域运行时或者为了催化剂的预热而使发动机22在预 定的运行状态下运行时，以从TDC的位置到ATDC90的位置之间为积分 区间，对滤波后角速度ω10fl进行积分而求得判定用值J2来判定失火，所 述滤波后角速度ω10fl是在10度旋转角速度ω10上实施低负荷用滤波处 理而得到的，但也可以以从与TDC不同的位置到与ATDC90不同的位置 为积分区间对滤波后角速度ω10fl进行积分而求得判定用值J2来判定失 火。例如，也可以以从ATDC10的位置到ATDC80的位置为积分区间对 滤波后角速度ω10fl进行积分而求得判定用值J2来判定失火。
在第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的失火判定装置 中，从来自曲轴位置传感器140的整形波和曲轴转角CA运算10度旋转角 速度ω10，并且在10度旋转角速度ω10上实施滤波处理而运算(计算) 滤波后角速度ω10fh、ω10fl来判定失火，但也可以代替10度旋转角速度 ω10和滤波后角速度ω10fh、ω10fl，运算曲轴26每旋转例如1度、5度、 20度等其他的角度的旋转角速度即NN度旋转角速度ωNN，并且实施滤 波处理而运算滤波后角速度ωNNfh、ωNNfl来判定失火。
接下来，对装载有作为本发明的第3实施例的内燃机的失火判定装置 的混合动力汽车20E进行说明。除了作为硬件结构发动机22为8缸，第3 实施例的混合动力汽车20E与使用图1、图2说明的第1实施例的混合动 力汽车20的硬件结构相同。为了省略重复的说明，在第3实施例的混合动 力汽车20E的硬件结构中，对于与第1实施例的混合动力汽车20相同的 硬件结构赋予相同的符号，其说明从略。
除了代替图5所例示的共振区域失火检测处理而执行图18所例示的共 振区域失火检测处理，第3实施例的混合动力汽车20E所装载的内燃机的 失火判定装置与第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定 装置同样，执行图3的失火判定处理和图4的通常失火检测处理。对于这 些处理如上所述。
在第3实施例的混合动力汽车20E所装载的内燃机的失火判定装置 中，在发动机ECU24执行图18的共振区域失火检测处理时，发动机ECU24 的CPU24a首先执行输入发动机22的转速Ne和通过图14所例示的ω10 运算处理运算出的曲轴26每旋转10度的旋转角速度即10度旋转角速度ω 10的处理(步骤S800)。对于ω10运算处理也如上所述。
接下来，基于发动机22的转速Ne设定高通滤波器(步骤S810)，在 10度旋转角速度ω10上使用所设定的高通滤波器而得到滤波后角速度ω 10f(步骤S820)。在这里，高通滤波器的设定可以通过根据发动机22的 转速Ne确定重叠基本高通滤波器的个数来进行，所述基本高通滤波器是 在第1实施例的变形例和第2实施例中所说明的基本高通滤波器，即8缸 的发动机22的爆炸燃烧的频率成分的衰减较小但包含减震器28的后级的 共振的频率成分的衰减较大的基本高通滤波器。
接下来，通过下式(3)计算从发动机22输出的扭矩Te中基于活塞 132等进行往复运动的部件的惯性的往复质量惯性扭矩Tp(步骤S830)。 在这里，在式(3)中，“M”表示往复部件的质量的总和，“θ”表示发 动机22的曲轴26的旋转位置的距基准位置的角度，“A”表示发动机22 的活塞132的顶面的投影面积，“ω”表示发动机22的曲轴26的旋转角 速度，“V(θ)”表示曲轴26的旋转位置的角度θ下发动机22的气缸 内的体积。如从式(3)可知那样，往复质量惯性扭矩Tp因发动机22的 气缸内的体积V(θ)而变化，所以基本上以与爆炸燃烧相同的频率变动。 因此可知，也可以代替发动机22的曲轴26的旋转角速度ω而使用滤波后 角速度ω10f。另外，可知也可以代替曲轴26的旋转位置的角度θ而使用 曲轴转角CA。因此，可以通过将曲轴转角CA和滤波后角速度ω10f代入 式(3)中的曲轴26的旋转位置的角度θ和发动机22的曲轴26的旋转角 速度ω，来计算往复质量惯性扭矩Tp。
往复质量惯性扭矩
Ieω＝Kdmp·Δθ+Cdmp(ω-ωinp)+Te (5)
Ieω10f＝Tin+Tp (6)
在这样计算往复质量惯性扭矩Tp之后，使用所计算出的往复质量惯 性扭矩Tp、通过式(4)计算往复质量惯性扭矩Tp给曲轴26的旋转角速 度的影响成分ωp(步骤S840)。在这里，在式(4)中，“Ie”表示比减 震器28更靠发动机22侧的转动惯量。在将发动机22的缸内压力扭矩设为 “Tin”时，发动机22的扭矩Te可以作为缸内压力扭矩Tin与往复质量 惯性扭矩Tp的和表示。另一方面，从与曲轴26有关的运动方程式可导出 式(5)。在式(5)中，“Kdmp”是减震器28的弹簧常数，“Cdmp” 是衰减项的常数，“Δθ”是曲轴26与齿圈轴34a的扭转角(torsion angle)， “ω”是曲轴26的旋转角速度，“ωinp”是减震器28的后级侧的轴(连 接有齿圈34的轴)的旋转角速度。现在，如果考虑除去包含减震器28的 后级的共振、即基于减震器28的扭转的共振的影响后的状态，式(5)的 左边的曲轴26的旋转角速度ω被置换为从曲轴26的旋转角速度即10度旋 转角速度ω10除去基于减震器28的扭转的扭矩的影响后的滤波后角速度 ω10f，式(5)的右边的第1项被消除。另外，式(5)的右边的第2项衰 减项比其他项充分小，所以可以视为值0。进而，可以将发动机22的扭矩 Te设为缸内压力扭矩Tin与往复质量惯性扭矩Tp的和。如果考虑这些情 况，则式(5)可表示为式(6)。如果对于滤波后角速度ω10f对式(6) 求解，则变为式(7)，进而如果将滤波后角速度ω10f设为在由缸内压力 扭矩Tin引起的曲轴26的旋转角速度ωj上加上往复质量惯性扭矩Tp给 曲轴26的旋转角速度的影响成分ωp而成的值(ω10f＝ωj+ωp)，则式 (7)变为式(8)。式(4)可以从该式(8)中的往复质量惯性扭矩Tp 给曲轴26的旋转角速度的影响成分ωp与往复质量惯性扭矩Tp的关系、 即将式(8)的左边的第2项与该式右边的第2项设为相等的关系导出。
在这样计算往复质量惯性扭矩Tp给曲轴26的旋转角速度的影响成分 ωp之后，从滤波后角速度ω10f减去所计算出的影响成分ωp而计算判定 用角速度ωj(步骤S850)，计算各气缸的距压缩行程的上止点0度(TDC) 与距上止点90度(ATDC90)的判定用角速度ωj(TDC)、ωj(ATDC90) 的差[ωj(TDC)-ωj(ATDC90)]作为角速度差ωD(步骤S860)，计 算所计算出的角速度差ωD与360度之前作为角速度差ωD而计算出的值 的差(角速度差ωD的360度差)[ωD-ωD(360度之前)]作为判定用值 Jω(步骤S870)，将所计算出的判定用值Jω与阈值Jref相比较(步骤 S880)，在判定用值Jω大于阈值Jref时，判定为作为判定用值Jω的计 算的对象的气缸失火(步骤S890)，结束共振区域失火检测处理，在判定 用值Jω小于阈值Jref时，判定为没有失火，结束共振区域失火检测处理。 在这里，该判定用角速度ωj，从式(8)可知，是由缸内压力扭矩Tin引 起的曲轴26的判定用角速度ωj。对于该由缸内压力扭矩Tin引起的曲轴 26的判定用角速度ωj，由于缸内压力直接进行影响，所以较大地反映由失 火引起的影响，所以通过使用该旋转角速度ωj、即判定用角速度ωj来判 定失火，能够高精度地判定发动机22的失火。特别地，如从式(3)可知， 往复质量惯性扭矩Tp随着发动机22的转速Ne变大而变大，所以在发动 机22的转速Ne比较大时也能够高精度地判定发动机22的失火。另外， 能够通过判定用角速度ωj(TDC)、ωj(ATDC90)的差即角速度差ωD 的进一步的360度差即判定用值Jω来判定失火是因为：如果考虑发动机 22是曲轴每旋转90度产生爆炸燃烧的8缸发动机，则虽然产生少许的变 动，但角速度差ωD以及判定用值Jω在所有的气缸正常燃烧(爆炸)时 变为值0，在对象气缸失火时变为正值。因此，通过设定适当的正值作为 阈值Jref，能够在判定用值Jω比阈值Jref大时判定为对应的气缸失火。
根据以上所说明的第3实施例的混合动力汽车20E所装载的内燃机的 失火判定装置，在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振 区域时从滤波后角速度ω10f减去往复质量惯性扭矩Tp给曲轴26的旋转 角速度的影响成分ωp而求得由缸内压力扭矩Tin引起的曲轴26的旋转角 速度即判定用角速度ωj，所述滤波后角速度ω10f是在曲轴26每旋转10 度的旋转角速度即10度旋转角速度ω10上使用基于发动机22的转速Ne 的高通滤波器而得到的，使用该判定用角速度ωj来判定失火，所以不拘于 包含减震器28的后级的共振、发动机22的转速Ne，能够高精度地判定发 动机22的任何一个气缸的失火。
在第3实施例的混合动力汽车20E所装载的内燃机的失火判定装置 中，通过判定用角速度ωj(TDC)、ωj(ATDC90)的差计算角速度差 ωD并且通过所计算出的角速度差ωD的360度差来计算判定用值Jω， 基于该所计算出的判定用值Jω来判定发动机22的失火；但只要是计算判 定用角速度ωj的其它的角度下的角速度差并且通过所计算出的角速度差 的360度差来计算判定用值、基于该所计算出的判定用值来判定发动机22 的失火，或者使用判定用角速度ωj的60度差等预定角度差作为判定用值 来判定发动机22的失火等，使用从滤波后角速度ω10f减去往复质量惯性 扭矩Tp给曲轴26的旋转角速度的影响成分ωp(分量)而求得的判定用 角速度ωj来判定发动机22的失火，可以使用任何的方法来判定发动机22 的失火。
在上述的各实施例及其变形例的混合动力汽车所装载的内燃机的失火 判定装置中的失火判定处理中，虽然没有特别以通过电动机MG1、电动机 MG2进行抑制基于作为驱动轴的齿圈轴32a的扭矩变动的振动的减震控制 为前提，但即使通过电动机MG1、电动机MG2进行减震控制，也能够通 过上述的失火判定处理来判定发动机22的失火。
在上述的各实施例及其变形例的混合动力汽车所装载的内燃机的失火 判定装置中，判定6缸发动机22、8缸发动机22的任何一个气缸的失火， 但也可以判定4缸发动机的任何一个气缸的失火，或者判定12缸发动机的 任何一个气缸的失火等，只要是判定多缸发动机的任何一个气缸的失火， 气缸数是多少都可以。
在上述的各实施例及其变形例的混合动力汽车所装载的内燃机的失火 判定装置中，进行的是经由减速器35将电动机MG2连接在齿圈轴32a上 的结构的发动机22的失火的判定，但也可以进行代替减速器35而经由变 速机将电动机MG2连接在齿圈轴32a上的结构中的发动机22的失火的判 定。也可以进行不经由减速器35或变速机而直接将电动机MG2连接在齿 圈轴32a上的结构中的发动机22的失火的判定。
在上述的各实施例及其变形例的混合动力汽车所装载的内燃机的失火 判定装置中，设成了包括动力分配综合机构30和经由减速器35而连接在 齿圈轴32a上的电动机MG2的装置中的发动机22的失火判定装置，所述 动力分配综合机构30经由作为扭转要素的减震器28而连接在发动机22 的曲轴26上并且被连接在电动机MG1的旋转轴、作为驱动轴的齿圈轴32a 上，但只要经由作为扭转要素的减震器而将发动机的曲轴连接在后级上即 可，所以如图19的变形例的混合动力汽车120所示，也可以是将电动机 MG2的动力连接到与连接有齿圈轴32a的车轴(连接有驱动轮63a、63b 的车轴)不同的车轴(连接有图19中的轮64a、64b的车轴)上的类型的 发动机22的失火判定装置；或者如图20的变形例的混合动力汽车220所 示，也可以是包括双转子电动机230的类型的发动机22的失火判定装置， 所述双转子电动机230具有经由减震器28连接在发动机22的曲轴26上的 内转子232和连接在向驱动轮63a、63b输出动力的驱动轴上的外转子234， 将发动机22的动力的一部分传递给驱动轴并将剩余的动力转换成电力。
在上述的第1实施例及其变形例中，基于来自曲轴位置传感器140的 曲轴转角CA、使用曲轴26每旋转30度的转速即30度转速N30来判定发 动机22的失火，但也可以使用曲轴26每旋转30度的旋转角速度即30度 旋转角速度ω30来判定发动机22的失火。因为30度旋转角速度ω30可以 通过乘以换算系数而变为30度转速N30。此时，并不局限于曲轴26每旋 转30度的旋转角速度，也可以使用曲轴26每旋转10度的旋转角速度、曲 轴26每旋转5度的旋转角速度等各种旋转角速度。同样，在上述的第2 实施例、第3实施例及其变形例中，基于来自曲轴位置传感器140的曲轴 转角CA、使用曲轴26每旋转10度的旋转角速度即10度旋转角速度ω10 来判定发动机22的失火，但也可以使用曲轴26每旋转10度的转速即10 度转速N10来判定发动机22的失火。此时，并不局限于曲轴26每旋转10 度的转速，也可以使用曲轴26每旋转5度的转速、曲轴26每旋转30度的 转速等各种转速。
在这里，对各实施例及其变形例的主要的要素与用于发明内容中所记 载的发明的主要的要素之间的对应关系进行说明。在第1实施例中：在曲 轴26上经由作为扭转要素的减震器28连接在后级上的6缸发动机22相当 于“内燃机”；检测曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器140相当于“旋 转位置检测单元”；执行图6的N30运算处理的发动机ECU24相当于“单 位旋转角转速运算单元”，所述N30运算处理基于来自曲轴位置传感器140 的曲轴转角CA运算曲轴26每旋转30度的转速即30度转速N30；执行图 3的失火判定处理的发动机ECU24相当于“失火判定单元”，所述失火判 定处理基于发动机22的转速Ne和扭矩Te判定发动机22的运行状态是否 处于包含减震器28的后级(动力分配综合机构30等)的共振区域，并且 在判定为发动机22的运行状态不处于包含减震器28的后级的共振区域时 通过图4所例示的通常失火检测处理进行发动机22的任何一个气缸是否失 火的失火检测，在判定为发动机22的运行状态处于包含减震器28的后级 的共振区域时通过图5所例示的共振区域失火检测处理进行发动机22的任 何一个气缸是否失火的失火检测。在第2实施例中：在曲轴26上经由作为 扭转要素的减震器28连接在后级上的86缸发动机22相当于“内燃机”； 检测曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器140相当于“旋转位置检测单 元”；执行图14的ω10运算处理的发动机ECU24相当于“单位旋转角角 速度运算单元”，所述ω10运算处理基于来自曲轴位置传感器140的曲轴 转角CA运算曲轴26每旋转10度的旋转角速度即10度旋转角速度ω10； 执行图3的失火判定处理的发动机ECU24相当于“失火判定单元”，所 述失火判定处理基于发动机22的转速Ne和扭矩Te判定发动机22的运行 状态是否处于包含减震器28的后级(动力分配综合机构30等)的共振区 域，并且在判定为发动机22的运行状态不处于包含减震器28的后级的共 振区域时通过图4所例示的通常失火检测处理进行发动机22的任何一个气 缸是否失火的失火检测，在判定为发动机22的运行状态处于包含减震器 28的后级的共振区域时通过图13所例示的共振区域失火检测处理进行发 动机22的任何一个气缸是否失火的失火检测。另外，连接在减震器28的 后级的轴与作为车轴侧的驱动轴的齿圈轴32a上的动力分配综合机构30 和连接在该动力分配综合机构30的太阳齿轮31上的电动机MG1相当于 “电力动力输入输出单元”，经由减速器35向作为驱动轴的齿圈轴32a 输出的电动机MG2相当于“电动机“。另外，各实施例及其变形例的主 要的要素与发明内容中所记载的发明的主要的要素的对应关系，由于各实 施例及其变形例是用于对最佳的方式进行具体说明的一个实例，其中所述 最佳的方式用于实施发明内容中所记载的发明，所以并不局限于发明内容 中所记载的发明的要素。即，对于发明内容中所记载的发明的解释应该基 于该发明内容的记载而进行，各实施例及其变形例只不过是发明内容中所 记载的发明的具体的一个实例。
另外，本发明并不局限于这样的混合动力汽车上所装载的内燃机的失 火判定装置，也可以作为装载在汽车以外的移动体等上的内燃机或者组装 在建筑设备等不移动的设备上的内燃机的失火判定装置。另外，也可以作 为内燃机的失火判定方法的方式。
上面，使用实施例对用于实施本发明的最佳形态进行了说明，但本发 明并不限于所述的实施例，在不脱离本发明主旨的范围内，当然能够以各 种形态来实施。
本发明能够应用于组装有内燃机的装置或装载有内燃机的汽车的制造 工业等中。
专利文献1：特开2001-65402号公报
图1是表示混合动力汽车20的结构的大概的结构图，其中所述混合动 力汽车装载有作为本发明的第1实施例的内燃机的失火判定装置。第1实 施例的混合动力汽车20如图所示，包括：发动机22，经由作为扭转要素 的减震器28连接在作为发动机22的输出轴的曲轴26上的3轴式动力分配 综合机构30，连接在动力分配综合机构30上的能够发电的电动机MG1， 安装在作为连接在动力分配综合机构30上的驱动轴的齿圈轴32a上的减速 器35，连接在该减速器35上的电动机MG2，和控制车辆整体的混合动力 用电子控制单元70。在这里，作为第1实施例的内燃机的失火判定装置， 主要对应于控制发动机22的发动机用电子控制单元24。
发动机22，构成为能够通过例如汽油或轻油等碳氢化合物类燃料输出 动力的6缸内燃机，如图2所示，经由节气门124将由空气滤清器122净 化的空气吸入，同时从设置在每个气缸上的燃料喷射阀126喷射汽油，使 吸入的空气与汽油混合，经由进气门128将该混合气体吸入燃料室，通过 由火花塞130产生的电火花使其爆炸燃烧，将由其能量向下推动的活塞132 的往复运动转换为曲轴26的旋转运动。来自发动机22的排气，经由对一 氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮的氧化物(NOx)等有害成分进 行净化的净化装置(三元催化剂)134向大气排出。
发动机22，由发动机用电子控制单元(以下称为发动机ECU)24控 制。发动机ECU24由以CPU24a为中心的微处理器构成，除CPU24a之 外还包括储存处理程序的ROM24b、暂时储存数据的RAM24c和未图示的 输入输出端口以及通信端口。经由输入端口向发动机ECU24输入有：来 自检测发动机22的状态的各种传感器的信号；来自检测曲轴26的旋转位 置的曲轴位置传感器140的曲轴位置；来自检测发动机22的冷却水的温度 的水温传感器142的冷却水温；来自检测凸轮轴的旋转位置的凸轮位置传 感器144的凸轮位置，所述凸轮轴使向燃烧室进行进气排气的进气门128 和排气门开闭；来自检测节气门124的位置的节气门位置传感器146的节 气门位置；来自安装在进气管上的空气流量计148的空气流量信号AF；来 自安装在该进气管上的温度传感器149的进气温度；来自空燃比传感器 135a的空燃比AF；来自氧气传感器135b的氧气信号等。另外，从发动机 ECU24，经由输出端口输出用于驱动发动机22的各种控制信号，例如： 给燃料喷射阀126的驱动信号，给调节节气门124的位置的节气门电动机 136的驱动信号，给与点火器一体化的点火线圈138的控制信号，给能够 改变进气门128的开闭定时的可变气门定时机构150的控制信号等。另外， 发动机ECU24与混合动力用电子控制单元70进行通信，通过来自混合动 力用电子控制单元70的控制信号来运行控制发动机22，同时根据需要输 出与发动机22的运行状态有关的数据。另外，上述的曲轴位置传感器140， 构成为具有定时转子的电磁拾波传感器，所述定时转子被安装成与曲轴26 同步旋转，每隔10度形成有齿，并且为了用于基准位置检测而形成了(缺 少)2个齿的缺口，曲轴26每旋转10度，产生一次整形波。
动力分配综合机构30，包括：外齿轮的太阳齿轮31，配置在与该太阳 齿轮31同心的圆上的内齿轮的齿圈32，与太阳齿轮31啮合同时与齿圈32 啮合的多个小齿轮33，和将多个小齿轮33保持得自转以及公转自如的行 星架34；以太阳齿轮31、齿圈32和行星架34为旋转要素构成进行差动作 用的行星齿轮机构。动力分配综合机构30，在行星架34上连结有发动机 22的曲轴26，在太阳齿轮31上连结有电动机MG1，在齿圈32上经由齿 圈轴32a连结有减速器35；在电动机MG1作为发电机而工作时，将从行 星架34输入的来自发动机22的动力根据传动比分配到太阳齿轮31侧和齿 圈32侧；在电动机MG1作为电动机而工作时，将从行星架34输入的来 自发动机22的动力和从太阳齿轮31输入的来自电动机MG1的动力综合 (集成)，并向齿圈32侧输出。向齿圈32输出的动力，从齿圈轴32a经 由齿轮机构60和差速器62，最终向车辆的驱动轮63a、63b输出。
电动机MG1以及电动机MG2，都由能够作为发电机而驱动同时能够 作为电动机而驱动的周知的同步电动发电机构成，经由逆变器41、42与电 池50进行电力的交换。连接逆变器41、42与电池50的电力线54，由各 逆变器41、42共用的正极母线和负极母线构成，电动机MG1、MG2之一 发电的电力能够由另一电动机消耗。因此，电池50通过电动机MG1、MG2 之一发电的电力或不足的电力而进行充放电。另外，在通过电动机MG1、 MG2获得电力收支的平衡时，电池50不进行充放电。电动机MG1、MG2 都由电动机用电子控制单元(以下称作电动机ECU)40驱动控制。向电 动机ECU40中，输入为了驱动控制电动机MG1、MG2所必须的信号，例 如来自检测电动机MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器 43、44的信号或者由未图示的电流传感器检测出的、施加到电动机MG1、 MG2上的相电流等；从电动机ECU40输出给逆变器41、42的开关控制信 号。电动机ECU40与混合动力用电子控制单元70进行通信，根据来自混 合动力用电子控制单元70的控制信号驱动控制电动机MG1、MG2，同时， 根据需要将与电动机MG1、MG2的运行状态有关的数据向混合动力用电 子控制单元70输出。
电池50由电池用电子控制单元(以下称作电池ECU)52管理。向电 池ECU52中，输入用于管理电池50所必须的信号，例如来自设置在电池 50的端子间的未图示的电压传感器的端子间电压、来自安装在与电池50 的输出端子连接的电力线54上的未图示的电流传感器的充放电电流、来自 安装在电池50上的温度传感器51的电池温度Tb等，并根据需要，通过 通信将与电池50的状态有关的数据向混合动力用电子控制单元70输出。 另外，为了管理电池50，电池ECU52还基于由电流传感器检测出的充放 电电流的累计值运算残余容量(SOC)。
混合动力用电子控制单元70由以CPU72为中心的微处理器构成，除 CPU72之外还包括储存处理程序的ROM74、暂时储存数据的RAM76、 未图示的输入输出端口以及通信端口。通过输入端口向混合动力用电子控 制单元70输入有：来自点火开关80的点火信号，来自检测变速杆81的操 作位置的变速位置传感器82的变速位置SP，来自检测加速踏板83的踩下 量的加速踏板位置传感器84的加速器开度Acc，来自检测制动踏板85的 踩下量的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP，和来自车速传感器 88的车速V等。混合动力用电子控制单元70如上所述，经由通信端口与 发动机ECU24、电动机ECU40和电池ECU52连接在一起，与发动机 ECU24、电动机ECU40和电池ECU52进行各种控制信号、数据的交换。
这样构成的第1实施例的混合动力汽车20，基于与驾驶者对加速踏板 83的踩下量相对应的加速器开度Acc和车速V，计算应当向作为驱动轴的 齿圈轴32a输出的要求扭矩，并以将与该要求扭矩相对应的要求动力向齿 圈轴32a输出的方式，对发动机22、电动机MG1和电动机MG2进行运 行控制。作为发动机22、电动机MG1和电动机MG2的运行控制，包括 扭矩转换模式：其中以从发动机22输出与要求动力相当的动力的方式对发 动机22进行运行控制，同时以通过动力分配综合机构30、电动机MG1和 电动机MG2对从发动机22输出的动力的全部进行扭矩转换后向齿圈轴 32a输出的方式对电动机MG1、电动机MG2驱动控制；充放电运行模式： 其中以从发动机22输出与要求动力和电池50的充放电所必需的电力的和 相当的动力的方式对发动机22运行控制，同时伴随着电池50的充放电， 以从发动机22输出的动力的全部或者一部分随着由动力分配综合机构30、 电动机MG1和电动机MG2进行的扭矩转换而将要求动力向齿圈轴32a输 出的方式，对电动机MG1、电动机MG2驱动控制；以及电动机运行模式， 其中以使发动机22的运行停止，向齿圈轴32a输出来自电动机MG2的与 要求动力相当的动力的方式进行运行控制。
接下来，对于对发动机22的任意一个气缸是否失火进行判定时的动作 进行说明，其中所述发动机22装载在这样构成的第1实施例的混合动力汽 车20上。图3是表示由发动机ECU24执行的失火判定处理例程的一个实 例的流程图。该例程每隔预定时间反复执行。
在执行失火判定处理时，发动机ECU24的CPU24a首先输入发动机 22的转速Ne和扭矩Te(步骤S100)；基于所输入的转速Ne和扭矩Te， 执行对发动机22的运行状态是否处于包含减震器28的后级(动力分配综 合机构30等)的共振区域进行判定的处理(步骤S110)。在这里，在第1 实施例中，对于发动机22的转速Ne，将基于来自曲轴位置传感器140的 曲轴转角CA而通过运算求出的值设为要输入的值；对于扭矩Te，将从电 动机MG1的扭矩指令Tm1＊和发动机22的转速Ne求出的值设为要输入 的值。对于发动机22的运行状态是否处于包含减震器28的后级的共振区 域，预先通过实验等求出作为共振区域的发动机22的转速Ne和扭矩Te， 作为共振运行范围而储存在ROM24b中，通过所输入的发动机22的转速 Ne和扭矩Te是否属于所储存的共振运行范围来判定。另外，共振运行范 围可以通过实验，由发动机22的特性、在减震器28之后的后级(动力分 配综合机构30)等的特性来求得。
在通过步骤S110判定为发动机22的运行状态不处于包含减震器28 的后级的共振区域内时，通过图4所例示的通常失火检测处理进行发动机 22的任何气缸是否失火的失火检测(步骤S120)，在判定为发动机22的 运行状态处于包含减震器28的后级的共振区域内时，通过图5所例示的共 振区域失火检测处理进行发动机22的任何气缸是否失火的失火检测(步骤 S130)，然后结束失火判定处理。
在图4的通常失火检测处理中，首先输入由曲轴位置传感器140检测 出的曲轴转角CA，同时输入通过图6所例示的N30运算处理所运算出的 曲轴转角CA每隔30度的转速即30度转速N30(步骤S200)，取所输入 的30度转速N30的倒数从而计算曲轴26旋转30度所需要的30度旋转所 需要时间T30(步骤S210)。在这里，30度转速N30，如N30运算处理 所示，可以通下述2个步骤来求得：输入从作为基准的曲轴转角开始每隔 30度的曲轴转角CA(步骤S400)、通过用30度旋转所需要的时间除30 度来计算30度转速N30(步骤S410)。接下来，判定30度旋转所需要时 间T30是否大于阈值Tref(步骤S220)，在30度旋转所需要时间T30大 于阈值Tref时，判定为失火，基于所输入的曲轴转角CA确定失火的气缸 (步骤S230)，然后结束通常失火检测处理。在这里，阈值Tref被设定 为比气缸没有失火时的30度旋转所需要时间T30大、比该气缸失火时的 30度旋转所需要时间T30小的值，可以通过实验等求得，所述气缸是在作 为30度旋转所需要时间T30的基准的曲轴转角CA时处于燃烧行程的气 缸。失火的气缸可以确定为超过了阈值Tref的、在作为30度旋转所需要 时间T30的基准的曲轴转角CA时处于燃烧行程的气缸。在图7中表示在 发动机22的运行状态不处于共振区域内时、一个气缸失火的发动机22的 30度旋转所需要时间T30和曲轴转角CA的时间变化的一个实例。如图所 示，以曲轴转角CA每720度一次的频率(比例)，30度旋转所需要时间 T30超过阈值Tref。另外，在30度旋转所需要时间T30小于等于阈值Tref 时，判定为没有失火，然后结束通常失火检测处理。
在图5的共振区域失火检测处理中，首先，输入由曲轴位置传感器140 检测出的曲轴转角CA，同时输入通过图6所例示的N30运算处理所运算 出的曲轴转角CA每隔30度的转速即30度转速N30(步骤S300)。然后 基于发动机22的转速Ne设定高通滤波器(步骤S310)，对30度转速N30 使用所设定的高通滤波器从而得到滤波处理后转速F(N30)(步骤S320)。 在这里，使用高通滤波器是因为：由于一个气缸失火时的共振频率为失火 的频率、即与曲轴26旋转720度所需要的时间的周期相当的频率(发动机 22的转速Ne的一半的频率)，所以在曲轴26每旋转120度执行一次燃烧 行程的6缸发动机22中，通过使与该周期相当的频率透过同时将共振频率 切掉，从而从30度转速N30的变化中将由共振引起的影响除去。作为高 通滤波器，在第1实施例中使用了下式(1)所示的传递函数G。在图8 中表示第1实施例中使用的高通滤波器的伯德线图的一个实例。高通滤波 器的特性只要设计成使共振频率的增益充分下降即可，所以只要以从发动 机22的转速Ne求得曲轴26旋转720度所需要的时间、将以该时间为周 期的频率充分切掉的方式设定截止频率即可。
接下来，基于发动机22的扭矩Te设定阈值Fref(步骤S330)，判定 滤波处理后转速F(N30)的变化中的波谷与波峰的差即变动量ΔF是否小 于所设定的阈值Fref(步骤S340)，在变动量ΔF小于阈值Fref时，判定 为失火，基于所输入的曲轴转角CA确定失火的气缸(步骤S350)，结束 共振区域失火检测处理。在这里，阈值Fref，被设定为比气缸没有失火时 的滤波处理后转速F(N30)的变动量小、比该气缸失火时的滤波处理后转 速F(N30)的变动量大的值，可以通过实验等求得，所述气缸是在作为 30度转速N30的基准的曲轴转角CA下处于燃烧行程的气缸。在第1实施 例中，预先通过实验等求出发动机22的扭矩Te与阈值Tref的关系而以图 储存在ROM24b中，在给出扭矩Te时，从储存的图导出相对应的阈值Fref 而设定。在图9中表示在发动机22的运行状态属于共振区域时、一个气缸 失火的发动机22的30度旋转所需要时间T30、曲轴转角CA和滤波处理 后转速F(N30)的时间变化的一个实例。如图所示，滤波处理后转速F (N30)除去了由共振产生的影响，从而良好地检测出失火。另外，在滤 波处理后转速F(N30)的变动量ΔF小于等于阈值Fref时，判定为没有 失火，结束共振区域失火检测处理。
根据以上所说明的第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失 火判定装置，在发动机22的运行状态不属于包含减震器28的后级的共振 区域时通过通常时失火检测处理来判定失火，在发动机22的运行状态属于 包含减震器28的后级的共振区域时通过与通常时失火检测处理不同的共 振区域失火检测处理来判定失火，所以不管发动机22的运行状态是否属于 包含减震器28的后级的共振区域，都能更可靠地高精度地判定失火。
另外，根据第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定 装置，在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时， 通过对30度转速N30使用了将由共振引起的影响除去的高通滤波器的滤 波处理后转速F(N30)的变动量ΔF是否小于阈值Fref来判定失火，所 以即使属于共振区域，也能更可靠地高精度地判定失火。而且，由于通过 发动机22的转速Ne设定高通滤波器的特性，所以能够更高精度地判定失 火。另外，由于通过发动机22的扭矩Te改变失火判定的阈值Fref，所以 能够更高精度地判定失火。
在第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中， 在发动机22的运行状态不属于包含减震器28的后级的共振区域时，将通 过30度旋转所需要时间T30是否大于阈值Tref来判定失火的处理作为通 常时失火检测处理来判定失火，但并不局限于基于30度旋转所需要时间 T30的失火检测，也可以将其他的失火检测处理作为通常时失火检测处理 来判定失火。
在第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中， 在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时，将通过 对30度转速N30使用了高通滤波器的滤波处理后转速F(N30)的变动量 ΔF是否小于阈值Fref来判定失火的处理作为共振区域失火检测处理来判 定失火，但并不局限于基于滤波处理后转速F(N30)的变动量ΔF的失火 检测，也可以将通过除去了由共振引起的影响的发动机22的旋转变动来判 定失火的处理等其他的处理作为共振区域失火检测处理来判定失火。
在第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中， 作为共振区域失火检测处理，通过对30度转速N30使用与发动机22的转 速Ne相对应的高通滤波器而得到的滤波处理后转速F(N30)的变动量ΔF 来判定失火，但对于30度转速N30并不局限于发动机22的转速Ne，也 可以通过使用同一高通滤波器而得到的滤波处理后转速F(N30)的变动量 ΔF来判定失火。此时，作为高通滤波器的特性，只要使成为共振区域的发 动机22的转速Ne的范围的下限转速的3倍的频率透过、但成为共振区域 的发动机22的转速Ne的范围的上限转速的一半的频率切掉即可。
在第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中， 作为共振区域失火检测处理，在滤波处理后转速F(N30)的变动量ΔF小 于与发动机22的扭矩Te相对应的阈值Fref时判定为失火，但并不局限于 发动机22的扭矩Te，也可以在滤波处理后转速F(N30)的变动量ΔF小 于一定的阈值时判定为失火。
在第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中， 在基于发动机22的转速Ne和扭矩Te判定发动机22的运行状态属于包含 减震器28的后级(动力分配综合机构30等)的共振区域时，将曲轴26 旋转720度的周期、即与发动机22旋转2圈相当的周期设为失火的周期， 并对30度转速N30使用高通滤波器而得到滤波处理后转速F(N30)，从 而进行发动机22的任何一个气缸是否失火的失火检测，所述高通滤波器以 将与该周期相对应的频率充分地切掉的方式设定了截止频率，但也可以在 基于发动机22的转速Ne和扭矩Te判定发动机22的运行状态属于包含减 震器28的后级的共振区域时，基于发动机22的转速Ne、扭矩Te判定包 含减震器28的后级的共振的周期是处于与发动机22的1转(1圈)相当 的区域(每转1次的区域)还是与2转相当的区域(每转0.5次的区域) 的共振周期，同时对30度转速N30使用与该判定结果的共振周期相对应 的高通滤波器而得到滤波处理后转速F(N30)从而进行发动机22的任何 一个气缸是否失火的失火检测。此时，只要代替图5的共振区域失火检测 处理而执行图10的共振区域失火检测处理即可。下面对执行图10的共振 区域失火检测处理的变形例的混合动力汽车20B进行说明。
在图10的共振区域失火检测处理中，在输入曲轴转角CA和30度转 速N30后(步骤S300)，输入发动机22的转速Ne和扭矩Te(步骤S302)， 基于所输入的发动机22的转速Ne和扭矩Te判定包含减震器28的后级的 共振的周期是处于与发动机22的1转相当的区域(每转1次的区域)还是 与2转相当的区域(每转0.5次的区域)的共振周期(步骤S304)。在这 里，发动机22的扭矩Te输入的是通过发动机22的转速Ne和节气门124 的开度(加速器开度)计算的假定要输出的扭矩的值。共振周期的判定在 实施例中是这样进行的：相对于发动机22的转速Ne和扭矩Te，预先通过 实验求出包含减震器28的后级的共振的周期是处于每转1次的区域还是每 转0.5次的区域，以图形式预先储存在发动机ECU24的ROM24b中，在 给出发动机22的转速Ne和扭矩Te时，从图导出对应的共振的周期的区 域。在图11中表示共振的周期的区域的图的一个实例。
通过共振周期的判定(S304，S306)，在其结果判定为共振的周期为 与发动机22的2转相当的区域(每转0.5次的区域)时，基于发动机22 的转速Ne设定每转0.5次用的高通滤波器(步骤S308)，在判定为共振 的周期为与发动机22的1转相当的区域(每转1次的区域)时，基于发动 机22的转速Ne设定旋转1次用的高通滤波器(步骤S309)，对30度转 速N30使用所设定的高通滤波器从而得到滤波处理后转速F(N30)(步 骤S320)，基于该滤波处理后转速F(N30)执行上述步骤S330～S350 而进行发动机22的任何一个气缸是否失火的失火检测。在这里基于步骤 S312的发动机22的转速Ne设定每转0.5次用的高通滤波器的处理与上述 的第1实施例的图5的共振区域失火检测处理中的步骤S310的处理相同， 这是因为将曲轴转角CA旋转720度的时间设为共振的周期。在该变形例 的混合动力汽车20B中，通过改变发动机22的爆炸燃烧的频率的衰减较 小但共振的频率的衰减较大的基本高通滤波器的重叠数目，而设定每转0.5 次用的高通滤波器、旋转1次用的高通滤波器。失火的频率为爆炸燃烧的 频率除以气缸数，每转0.5次的共振变为该失火的频率，每转1次的共振 变为该失火的频率的2倍的频率。在6缸发动机的情况下，在2000rpm下 气缸的爆发燃烧的频率为100Hz，每转0.5次的共振的频率为17Hz，每转 1次的共振的频率变为33Hz，所以作为基本的高通滤波器，使用的是例如 对于爆发燃烧的频率(100Hz)的衰减率为99％、对于每转0.5次的频率 (17Hz)的衰减率为50％、对于每转1次的频率(33Hz)的衰减率为70％ 的高通滤波器，在将滤波处理后转速F(N30)中的共振的影响成分的设计 值设为衰减率25％时，作为每转0.5次用的高通滤波器可以使用重叠2个 基本高通滤波器的高通滤波器，作为旋转1次用的高通滤波器可以使用重 叠4个基本高通滤波器的高通滤波器。基于该考虑，在变形例的混合动力 汽车20B中，通过改变基本高通滤波器的重叠数目来设定每转0.5次用的 高通滤波器、旋转1次用的高通滤波器。另外，每转0.5次用的高通滤波 器、旋转1次用的高通滤波器并不局限于通过改变基本高通滤波器的重叠 数目来设定，也可以分别准备每转0.5次用的高通滤波器、旋转1次用的 高通滤波器而使用。
根据这样的变形例的混合动力汽车20B所装载的内燃机的失火判定装 置，在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时，判 定共振周期是处于与发动机22的1转相当的区域(每转1次共振的区域) 还是与2转相当的区域(每转0.5次共振的区域)，使用对30度转速N30 使用与共振周期相对应的高通滤波器而得到滤波处理后转速F(N30)，使 用该滤波处理后转速F(N30)进行失火判定，从而能够根据包含减震器 28的后级的共振周期，以更高的精度来判定发动机22的失火。
在变形例的混合动力汽车20B所装载的内燃机的失火判定装置中，基 于发动机22的转速Ne和扭矩Te来判定包含减震器28的后级的共振的周 期是处于与发动机22的1转相当的区域还是与2转相当的区域的共振周 期，但也可以仅通过发动机22的转速Ne和扭矩Te中的一方来判定包含 减震器28的后级的共振的周期是处于与发动机22的1转相当的区域还是 与2转相当的区域的共振周期，也可以在发动机22的转速Ne和扭矩Te 上加上其他的要素、例如减震器28之后的后级的联接状态等要素，来判定 包含减震器28的后级的共振的周期是处于与发动机22的1转相当的区域 还是与2转相当的区域的共振周期。
在第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定装置中， 在基于发动机22的转速Ne和扭矩Te来判定发动机22的运行状态是否属 于包含减震器28的后级(动力分配综合机构30等)的共振区域，并且在 判定为属于共振区域时将曲轴26旋转720度的周期设为失火的周期，并对 30度转速N30使用高通滤波器而得到滤波处理后转速F(N30)从而进行 发动机22的任何一个气缸是否失火的失火检测，所述高通滤波器以将与该 周期相对应的频率充分地切掉的方式设定了截止频率，但也可以仅通过发 动机22的转速Ne来判定发动机22的运行状态是否属于包含减震器28的 后级的共振区域，并且对30度转速N30使用与发动机22的转速Ne相对 应的高通滤波器而得到滤波处理后转速F(N30)从而进行发动机22的任 何一个气缸是否失火的失火检测。此时，图3的失火判定处理中的步骤S110 的是否处于共振区域的判定，可以在发动机22的转速Ne变为预定转速(例 如4000rpm、5000rpm等)以下时判定为处于共振区域。从而，对于共振 区域的失火检测处理，也可以代替图5的共振区域失火检测处理而执行图 12的共振区域失火检测处理。下面对执行图12的共振区域失火检测处理 的变形例的混合动力汽车20C进行说明。
在图12的共振区域失火检测处理中，在输入曲轴转角CA和30度转 速N30时(步骤S300)，输入发动机22的转速Ne(步骤S312)，执行 对30度转速N30使用重叠第1个数(例如1个、2个、3个等)基本高通 滤波器而得到的滤波器的第1滤波处理从而运算滤波处理后转速F(N30)， 其中所述基本高通滤波器的发动机22在基本转速(例如2000rpm)下旋转 时的爆炸燃烧的频率的衰减较小但失火的频率的衰减较大(步骤S314)， 将所输入的发动机22的转速Ne与阈值Nref相比较(步骤S316)。在这 里，阈值Nref是用于判定是否处于在第1滤波处理中为进行失火判定所必 需的共振的影响的除去不够充分的转速区域的阈值，可以通过第1滤波处 理中所使用的滤波器的性能和共振来确定，可以使用例如2000rpm、 2500rpm等。
在发动机22的转速Ne为阈值Nref以上时，判断为处于在第1滤波 处理中能够将共振的影响充分除去的区域，基于通过第1滤波处理而得到 的滤波处理后转速F(N30)执行上述的步骤S330～350而进行发动机22 的任何一个气缸是否失火的失火检测；在发动机22的转速Ne小于阈值 Nref时，判断为处于在第1滤波处理中不能够将共振的影响充分除去的区 域，执行对通过第1滤波处理而得到的滤波处理后转速F(N30)使用滤波 器的第2滤波处理从而运算执行用的滤波处理后转速F(N30)，其中所述 滤波器是重叠第2个数(例如1个、2个、3个等)的在第1滤波处理中所 使用的基本高通滤波器而得到的(步骤S318)，基于通过第2滤波处理而 得到的滤波处理后转速F(N30)执行上述的步骤S330～350而进行发动 机22的任何一个气缸是否失火的失火检测。作为滤波处理，如果使使用基 本高通滤波器的运算反复执行与其个数相等的次数，则第1滤波处理成为 反复执行第1个数次使用基本高通滤波器的处理的处理，第2滤波处理成 为反复执行第2个数次使用基本高通滤波器的处理的处理。因此，滤波处 理后转速F(N30)，在发动机22的转速Ne为阈值Nref以上时通过反复 执行第1个数次使用基本高通滤波器的处理而得到，在发动机22的转速 Ne小于阈值Nref时通过反复执行作为第1个数与第2个数的和的次数的 使用基本高通滤波器的处理而得到。其结果，作为负荷，使发动机22的转 速Ne为阈值Nref以上时的滤波处理所需要的运算处理，比发动机22的 转速Ne小于阈值Nref时的滤波处理所需要的运算处理减轻。
根据这样的变形例的混合动力汽车20C所装载的内燃机的失火判定装 置，通过发动机22的转速Ne是否为预定转速(例如4000rpm、5000rpm 等)以下来判定发动机22的运行状态是否属于包含减震器28的后级的共 振区域，在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时， 首先执行第1滤波处理，通过发动机22的转速Ne是否为阈值Nref以上 来判定是否处于不能够在第1滤波处理中将共振的影响充分除去的区域， 然后执行第2滤波处理而运算滤波处理后转速F(N30)，使用该滤波处理 后转速F(N30)判定失火，所以能够与发动机22的转速Ne相对应地更 高精度地判定发动机22的失火。而且，作为第1滤波处理执行反复执行第 1个数次使用基本高通滤波器的处理的处理，作为第2滤波处理执行反复 执行作为第1个数与第2个数的和的第2个数次使用基本高通滤波器的处 理的处理，所以能够使发动机22的转速Ne为阈值Nref以上时的滤波处 理所需要的运算处理比发动机22的转速Ne小于阈值Nref时的滤波处理 所需要的运算处理减轻。另外，作为第1滤波处理、第2滤波处理，虽然 次数不同，但都是仅仅反复执行使用基本高通滤波器的滤波处理，所以不 必准备具有多个参数的高通滤波器。
在变形例的混合动力汽车20C所装载的内燃机的失火判定装置中，将 发动机22的转速Ne与一个阈值Nref相比较，然后实施使用重叠第1个 数的基本高通滤波器而成的滤波器的第1滤波处理、运算滤波处理后转速 F(N30)而判定失火，或者除了第1滤波处理以外实施使用重叠第2个数 的基本高通滤波器而成的滤波器的第2滤波处理、运算滤波处理后转速F (N30)而判定失火，但也可以将发动机22的转速Ne与两个以上阈值Nref 相比较，然后有选择地实施3个以上的滤波处理、运算滤波处理后转速F (N30)而判定失火。例如也可以：将发动机22的转速Ne与两个阈值Nref1、 Nref2(Nref1＜Nref2)相比较，在发动机22的转速Ne为阈值Nref2以上 时实施使用重叠第1个数基本高通滤波器而成的滤波器的第1滤波处理、 运算滤波处理后转速F(N30)来判定失火；在发动机22的转速Ne为阈 值Nref1以上但小于阈值Nref2时实施第1滤波处理以及使用重叠第2个 数基本高通滤波器而成的滤波器的第2滤波处理、运算滤波处理后转速F (N30)来判定失火；在发动机22的转速Ne小于阈值Nref1时实施第1 滤波处理、第2滤波处理以及使用重叠第3个数基本高通滤波器而成的滤 波器的第3滤波处理、运算滤波处理后转速F(N30)来判定失火等。
接下来，对装载有作为本发明的第2实施例的内燃机的失火判定装置 的混合动力汽车20D进行说明。除了作为硬件结构发动机22为8缸这一 点，第2实施例的混合动力汽车20D与使用图1、2说明的第1实施例的 混合动力汽车20的硬件结构相同。为了省略重复的说明，对于第2实施例 的混合动力汽车20D的硬件结构，赋予与对第1实施例的混合动力汽车20 的硬件结构所赋予的符号相同的符号，其说明从略。
除了代替图5所例示的共振区域失火检测处理而执行图13所例示的共 振区域失火检测处理，第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的 失火判定装置与第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定 装置同样，执行图3的失火判定处理和图4的通常失火检测处理。对于这 些处理如上所述。
在第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的失火判定装置 中，在发动机ECU24执行图13的共振区域失火检测处理时，发动机ECU24 的CPU24a首先执行输入发动机22的转速Ne和扭矩Te、催化剂预热标志 Fc、通过图14所例示的ω10运算处理运算出的曲轴26每旋转10度的旋 转角速度即10度旋转角速度ω10的处理(步骤S500)。在这里，催化剂 预热标志Fc是表示是否为了对填充在发动机22的净化装置134中的催化 剂进行预热而使发动机22在预定的运行状态下运行的标志，在为了预热催 化剂使发动机22在预定的运行状态下运行时由混合动力用电子控制单元 70设定为1，在不是为了预热催化剂使发动机22在预定的运行状态下运行 时设定为0。作为用于预热催化剂的发动机22的预定的运行状态，可以列 举例如通过使点火时刻比通常时滞后，从而使得容易将由发动机22的爆炸 燃烧产生的热量提供给净化装置134等。另外，10度旋转角速度ω10如ω 10运算处理所示，可通过下述步骤求得：输入曲轴转角CA(步骤S700)， 通过从来自曲轴位置传感器140的整形波输入的曲轴转角CA运算旋转10 度为止的经过时间，通过2π(10/360)/t运算曲轴转角CA的10度旋转 角速度ω10(步骤S710)。
在这样输入数据后，调查所输入的催化剂预热标志Fc的值，并且通过 发动机22的转速Ne和扭矩Te判定发动机22的运行状态是否处于高负荷 区域(步骤S510，S520)。对于发动机22的运行状态是否处于高负荷区 域，预先设定成为高负荷的发动机22的转速Ne和扭矩Te从而设定高负 荷区域，储存在ROM24b中，通过发动机22的转速Ne和扭矩Te是否属 于所储存的高负荷区域来判定。
当催化剂预热标志Fc为值0、即不在为了预热催化剂而使发动机22 在预定的运行状态下运行的状态下，并且发动机22在高负荷区域运行时， 对10度旋转角速度ω10实施高负荷用滤波处理而运算滤波后角速度ω 10fh(步骤S530)。作为高负荷用滤波处理，可以使用例如对10度旋转 角速度ω10使用重叠第1个数(例如3个、4个)基本高通滤波器而得到 的高通滤波器的处理，其中所述基本高通滤波器中的发动机22的爆炸燃烧 的频率的衰减较小但包含减震器28的后级的共振的频率的衰减较大。此 时，只要进行将对10度旋转角速度ω10使用基本高通滤波器的运算处理 反复执行与第1个数相对应的次数即可。
在这样运算滤波后角速度ω10fh之后，计算滤波后角速度ω10fh的微 分值dω/dt(步骤S540)。在实施例中，考虑到计算每10度的曲轴26的 旋转角速度即10度旋转角速度ω10，将通过下式(2)得到的值设为微分 值dω/dt。在式(2)中，计算曲轴转角CA时的旋转角速度即10度旋转 角速度ω10(CA)与曲轴转角(CA-10)时的旋转角速度即10度旋转角 速度ω10(CA-10)的差{ω10hi(CA)-ω10hi(CA-10)}除以在曲轴转 角CA时的旋转角速度即10度旋转角速度ω10hi(CA)下曲轴26旋转 10度所需要的时间之后的值，作为微分值dω/dt。
接下来，以从距压缩行程的上止点0度(TDC)的位置到距上止点90 度(ATDC90)的位置之间的区间为积分区间对微分值dω/dt的绝对值进 行积分，求得判定用值J1(步骤S550)，将求出的判定用值J1与阈值Jref1 相比较(步骤S560)，在判定用值J1小于阈值Jref1时判定为对象气缸(作 为判定对象的气缸，the cylinder in question)失火(步骤S570)，结束共 振区域失火检测处理。图15中表示在使发动机22在高负荷区域运行期间 使点火顺序的第1个气缸和第2个气缸失火时的滤波后角速度ω10fh与微 分值dω/dt的变化一个实例。如图所示，滤波后角速度ω10fh，由于没有 将包含减震器28的后级的共振的影响完全除去，所以失火的行为、紧接失 火之后的行为变得不规则，但微分值dω/dt与滤波后角速度ω10fh相比不 规则性较小。从而，在失火气缸中，微分值dω/dt的变化较小；在第2实 施例中，基于在该失火气缸中微分值dω/dt的变化较小这一情况判定失火。 微分值dω/dt与滤波后角速度ω10fh相比不规则性较小是因为，通过微分 运算使包含减震器28的共振的频率成分比爆炸燃烧的频率成分较大程度 地进行了平滑处理。图16表示由微分运算求出的频率与增益的关系。另外， 通过对微分运算后的微分值dω/dt进行积分运算，可会认为平滑的程度返 回到原来状态，但由于积分区间较短，所以表现出由微分运算引起的对平 滑的程度的影响较大。另外，以从距压缩行程的上止点0度(TDC)的位 置到距上止点90度(ATDC90)的位置为积分区间是因为：在8缸发动机 中，曲轴26每旋转90度产生爆炸燃烧，所以在从距压缩行程的上止点10 度(ATDC10)的位置到距上止点50度(ATDC50)之间由于爆炸燃烧而 加速，之后由于下一个气缸的压缩而减速，所以如果产生爆炸燃烧则加速 和减速较大地显现，如果失火则加速和减速较小地显现。因此，微分值d ω/dt，如果产生爆炸燃烧则从距压缩行程的上止点10度(ATDC10)的位 置到距上止点50度(ATDC50)之间变为比较大的正值，之后变为比较大 的负值；与此相对，如果失火则从距压缩行程的上止点10度(ATDC10) 的位置到距上止点50度(ATDC50)之间变为比较小的正值，之后变为比 较小的负值。因此，如果以从TDC的位置到ATDC90的位置为积分区间 对微分值dω/dt的绝对值进行积分，则如果爆炸燃烧则变为较大的值，如 果失火则变为较小的值。因此，如果将与判定用值J1相比的阈值Jref1设 定为比在爆炸燃烧时作为判定用值J1计算的值充分小并且比在失火时作 为判定用值J1计算的值充分大的值，则通过将判定用值J1与阈值Jref1 相比较，能够判断对象气缸是否失火。另外，当在步骤S560中判定为判定 用值J1为阈值Jref1以上时，判断为对象气缸没有失火，结束共振区域失 火检测处理。
当在步骤S510中催化剂预热标志Fc为值1、即判定为为了预热催化 剂而使发动机22在预定的运行状态下运行、或者在步骤S520中判定为发 动机22没有在高负荷区域运行时，对10度旋转角速度ω10实施低负荷用 滤波处理而运算滤波后角速度ω10fl(步骤S580)。作为低负荷用滤波处 理，可以使用在10度旋转角速度ω10上使用重叠第2个数(例如1个、2 个)在高负荷用滤波处理中使用的基本高通滤波器而得到的高通滤波器的 处理。此时，只要进行将对10度旋转角速度ω10使用基本高通滤波器的 运算处理反复执行与第2个数相对应的次数即可。与高负荷用滤波处理相 比将低负荷用滤波处理中的基本高通滤波器的重叠个数设置得较少是因 为：发动机22的运行状态为低负荷，所以包含减震器28的后级的共振的 影响也显现得较小。
接下来，以从距压缩行程的上止点0度(TDC)的位置到距上止点90 度(ATDC90)的位置之间的区间为积分区间，对滤波后角速度ω10fl进 行积分，求得判定用值J2(步骤S590)，将求出的判定用值J2与阈值Jref2 相比较(步骤S600)，在判定用值J2小于阈值Jref2时判定为对象气缸失 火(步骤S610)，结束共振区域失火检测处理。图17表示在使发动机22 在低负荷区域运行期间使点火顺序的第2个气缸失火时的滤波后角速度ω 10fl与该滤波后角速度ω10fl的微分值dω/dt的变化一个实例。如图所示， 与失火的第2个气缸的微分值dω/dt相比，滤波后角速度ω10fl的变动显 现得较大。此时，滤波后角速度ω10fl的变动较大地向负侧振动，所以作 为其积分值的判定用值J2在爆炸燃烧时变为值0附近，在失火时变为比较 大的负值。因此，如果将与判定用值J2相比较的阈值Jref2设定为：比在 爆炸燃烧时作为判定用值J2计算的值(0附近)充分小并且比在失火时作 为判定用值J2计算的值(比较大的负值)充分大的值，则通过将判定用值 J2与阈值Jref2相比较，能够判断对象气缸是否失火。另外，当在步骤S600 中判定为判定用值J2为阈值Jref2以上时，判断为对象气缸没有失火，结 束共振区域失火检测处理。
在这里，在判定为为了催化剂的预热而使发动机22在预定的运行状态 下运行时，也与在判定为发动机22不在高负载区域运行时同样，判定发动 机22的任何一个气缸是否失火，这是因为：在为了催化剂的预热而使发动 机22在预定的运行状态下运行时，如上所述，由于设为使点火时刻滞后等 运行状态，所以与使发动机22在高负载区域运行时相比，由爆炸燃烧引起 的包含减震器28的后级的共振显现得较小。
根据以上所说明的第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的 失火判定装置，当在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共 振区域时使发动机22在高负载区域运行时，以从TDC的位置到ATDC90 的位置之间为积分区间，对滤波后角速度ω10fh的微分值dω/dt的绝对值 进行积分而求得判定用值J1，所述滤波后角速度ω10fh是在每10度的曲 轴26的旋转角速度即10度旋转角速度ω10上实施高负荷用滤波处理而得 到的，通过将该求出的判定用值J1与阈值Jref1相比较，判定对象气缸是 否失火，所以能够高精度地判定当在发动机22的运行状态属于包含减震器 28的后级的共振区域时使发动机22在高负载区域运行时的发动机22的失 火。另外，当在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区 域时使发动机22在低负载区域运行时或者为了催化剂的预热而使发动机 22在预定的运行状态下运行时，以从TDC的位置到ATDC90的位置之间 为积分区间，对滤波后角速度ω10fl进行积分而求得判定用值J2，所述滤 波后角速度ω10fl是在每10度的曲轴26的旋转角速度即10度旋转角速度 ω10上实施低负荷用滤波处理而得到的，通过将该求出的判定用值J2与 阈值Jref2相比较，判定对象气缸是否失火，所以能够高精度地判定当在 发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时使发动机22 在低负载区域运行时或者为了催化剂的预热而使发动机22在预定的运行 状态下运行时的发动机22的失火。
在第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的失火判定装置 中，当在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时使 发动机22在高负载区域运行时，使用在10度旋转角速度ω10上使用重叠 第1个数的基本高通滤波器而得到的滤波器、通过滤波处理运算滤波后角 速度ω10fh，但也可以在10度旋转角速度ω10上使用单一的高负荷用的 高通滤波器、通过滤波处理运算滤波后角速度ω10fh。
在第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的失火判定装置 中，当在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时使 发动机22在高负载区域运行时，以从TDC的位置到ATDC90的位置之间 为积分区间对滤波后角速度ω10fh的微分值dω/dt的绝对值进行积分而求 得判定用值J1来判定失火，所述滤波后角速度ω10fh是在10度旋转角速 度ω10上实施高负荷用滤波处理而得到的，但也可以以从与TDC不同的 位置到与ATDC90不同的位置之间的区间为积分区间对滤波后角速度ω 10fh的微分值dω/dt的绝对值进行积分而求得判定用值J1来判定失火。 例如，也可以以从ATDC10的位置到ATDC80的位置之间为积分区间对 滤波后角速度ω10fh的微分值dω/dt的绝对值进行积分而求得判定用值 J1来判定失火。
在第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的失火判定装置 中，当在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时使 发动机22在低负载区域运行时或者为了催化剂的预热而使发动机22在预 定的运行状态下运行时，以从TDC的位置到ATDC90的位置之间为积分 区间对滤波后角速度ω10fl进行积分而求得判定用值J2来判定失火，所述 滤波后角速度ω10fl是在10度旋转角速度ω10上实施低负荷用滤波处理 而得到的，但在为了催化剂的预热而使发动机22在预定的运行状态下运行 时，也可以通过与使发动机22在低负载区域运行时不同的方法来判定失 火。
在第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的失火判定装置 中，当在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时使 发动机22在低负载区域运行时或者为了催化剂的预热而使发动机22在预 定的运行状态下运行时，使用在10度旋转角速度ω10上使用重叠第2个 数的基本高通滤波器而得到的滤波器，从而通过滤波处理运算滤波后角速 度ω10fl，但也可以在10度旋转角速度ω10上使用单一的低负荷用的高通 滤波器以通过滤波处理运算滤波后角速度ω10fl。
在第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的失火判定装置 中，当在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振区域时使 发动机22在低负载区域运行时或者为了催化剂的预热而使发动机22在预 定的运行状态下运行时，以从TDC的位置到ATDC90的位置之间为积分 区间，对滤波后角速度ω10fl进行积分而求得判定用值J2来判定失火，所 述滤波后角速度ω10fl是在10度旋转角速度ω10上实施低负荷用滤波处 理而得到的，但也可以以从与TDC不同的位置到与ATDC90不同的位置 为积分区间对滤波后角速度ω10fl进行积分而求得判定用值J2来判定失 火。例如，也可以以从ATDC10的位置到ATDC80的位置为积分区间对 滤波后角速度ω10fl进行积分而求得判定用值J2来判定失火。
在第2实施例的混合动力汽车20D所装载的内燃机的失火判定装置 中，从来自曲轴位置传感器140的整形波和曲轴转角CA运算10度旋转角 速度ω10，并且在10度旋转角速度ω10上实施滤波处理而运算(计算) 滤波后角速度ω10fh、ω10fl来判定失火，但也可以代替10度旋转角速度 ω10和滤波后角速度ω10fh、ω10fl，运算曲轴26每旋转例如1度、5度、 20度等其他的角度的旋转角速度即NN度旋转角速度ωNN，并且实施滤 波处理而运算滤波后角速度ωNNfh、ωNNfl来判定失火。
接下来，对装载有作为本发明的第3实施例的内燃机的失火判定装置 的混合动力汽车20E进行说明。除了作为硬件结构发动机22为8缸，第3 实施例的混合动力汽车20E与使用图1、图2说明的第1实施例的混合动 力汽车20的硬件结构相同。为了省略重复的说明，在第3实施例的混合动 力汽车20E的硬件结构中，对于与第1实施例的混合动力汽车20相同的 硬件结构赋予相同的符号，其说明从略。
除了代替图5所例示的共振区域失火检测处理而执行图18所例示的共 振区域失火检测处理，第3实施例的混合动力汽车20E所装载的内燃机的 失火判定装置与第1实施例的混合动力汽车20所装载的内燃机的失火判定 装置同样，执行图3的失火判定处理和图4的通常失火检测处理。对于这 些处理如上所述。
在第3实施例的混合动力汽车20E所装载的内燃机的失火判定装置 中，在发动机ECU24执行图18的共振区域失火检测处理时，发动机ECU24 的CPU24a首先执行输入发动机22的转速Ne和通过图14所例示的ω10 运算处理运算出的曲轴26每旋转10度的旋转角速度即10度旋转角速度ω 10的处理(步骤S800)。对于ω10运算处理也如上所述。
接下来，基于发动机22的转速Ne设定高通滤波器(步骤S810)，在 10度旋转角速度ω10上使用所设定的高通滤波器而得到滤波后角速度ω 10f(步骤S820)。在这里，高通滤波器的设定可以通过根据发动机22的 转速Ne确定重叠基本高通滤波器的个数来进行，所述基本高通滤波器是 在第1实施例的变形例和第2实施例中所说明的基本高通滤波器，即8缸 的发动机22的爆炸燃烧的频率成分的衰减较小但包含减震器28的后级的 共振的频率成分的衰减较大的基本高通滤波器。
接下来，通过下式(3)计算从发动机22输出的扭矩Te中基于活塞 132等进行往复运动的部件的惯性的往复质量惯性扭矩Tp(步骤S830)。 在这里，在式(3)中，“M”表示往复部件的质量的总和，“θ”表示发 动机22的曲轴26的旋转位置的距基准位置的角度，“A”表示发动机22 的活塞132的顶面的投影面积，“ω”表示发动机22的曲轴26的旋转角 速度，“V(θ)”表示曲轴26的旋转位置的角度θ下发动机22的气缸 内的体积。如从式(3)可知那样，往复质量惯性扭矩Tp因发动机22的 气缸内的体积V(θ)而变化，所以基本上以与爆炸燃烧相同的频率变动。 因此可知，也可以代替发动机22的曲轴26的旋转角速度ω而使用滤波后 角速度ω10f。另外，可知也可以代替曲轴26的旋转位置的角度θ而使用 曲轴转角CA。因此，可以通过将曲轴转角CA和滤波后角速度ω10f代入 式(3)中的曲轴26的旋转位置的角度θ和发动机22的曲轴26的旋转角 速度ω，来计算往复质量惯性扭矩Tp。
往复质量惯性扭矩
Ieω＝Kdmp·Δθ+Cdmp(ω-ωinp)+Te (5)
Ieω10f＝Tin+Tp (6)
在这样计算往复质量惯性扭矩Tp之后，使用所计算出的往复质量惯 性扭矩Tp、通过式(4)计算往复质量惯性扭矩Tp给曲轴26的旋转角速 度的影响成分ωp(步骤S840)。在这里，在式(4)中，“Ie”表示比减 震器28更靠发动机22侧的转动惯量。在将发动机22的缸内压力扭矩设为 “Tin”时，发动机22的扭矩Te可以作为缸内压力扭矩Tin与往复质量 惯性扭矩Tp的和表示。另一方面，从与曲轴26有关的运动方程式可导出 式(5)。在式(5)中，“Kdmp”是减震器28的弹簧常数，“Cdmp” 是衰减项的常数，“Δθ”是曲轴26与齿圈轴34a的扭转角(torsion angle)， “ω”是曲轴26的旋转角速度，“ωinp”是减震器28的后级侧的轴(连 接有齿圈34的轴)的旋转角速度。现在，如果考虑除去包含减震器28的 后级的共振、即基于减震器28的扭转的共振的影响后的状态，式(5)的 左边的曲轴26的旋转角速度ω被置换为从曲轴26的旋转角速度即10度旋 转角速度ω10除去基于减震器28的扭转的扭矩的影响后的滤波后角速度 ω10f，式(5)的右边的第1项被消除。另外，式(5)的右边的第2项衰 减项比其他项充分小，所以可以视为值0。进而，可以将发动机22的扭矩 Te设为缸内压力扭矩Tin与往复质量惯性扭矩Tp的和。如果考虑这些情 况，则式(5)可表示为式(6)。如果对于滤波后角速度ω10f对式(6) 求解，则变为式(7)，进而如果将滤波后角速度ω10f设为在由缸内压力 扭矩Tin引起的曲轴26的旋转角速度ωj上加上往复质量惯性扭矩Tp给 曲轴26的旋转角速度的影响成分ωp而成的值(ω10f＝ωj+ωp)，则式 (7)变为式(8)。式(4)可以从该式(8)中的往复质量惯性扭矩Tp 给曲轴26的旋转角速度的影响成分ωp与往复质量惯性扭矩Tp的关系、 即将式(8)的左边的第2项与该式右边的第2项设为相等的关系导出。
在这样计算往复质量惯性扭矩Tp给曲轴26的旋转角速度的影响成分 ωp之后，从滤波后角速度ω10f减去所计算出的影响成分ωp而计算判定 用角速度ωj(步骤S850)，计算各气缸的距压缩行程的上止点0度(TDC) 与距上止点90度(ATDC90)的判定用角速度ωj(TDC)、ωj(ATDC90) 的差[ωj(TDC)-ωj(ATDC90)]作为角速度差ωD(步骤S860)，计 算所计算出的角速度差ωD与360度之前作为角速度差ωD而计算出的值 的差(角速度差ωD的360度差)[ωD-ωD(360度之前)]作为判定用值 Jω(步骤S870)，将所计算出的判定用值Jω与阈值Jref相比较(步骤 S880)，在判定用值Jω大于阈值Jref时，判定为作为判定用值Jω的计 算的对象的气缸失火(步骤S890)，结束共振区域失火检测处理，在判定 用值Jω小于阈值Jref时，判定为没有失火，结束共振区域失火检测处理。 在这里，该判定用角速度ωj，从式(8)可知，是由缸内压力扭矩Tin引 起的曲轴26的判定用角速度ωj。对于该由缸内压力扭矩Tin引起的曲轴 26的判定用角速度ωj，由于缸内压力直接进行影响，所以较大地反映由失 火引起的影响，所以通过使用该旋转角速度ωj、即判定用角速度ωj来判 定失火，能够高精度地判定发动机22的失火。特别地，如从式(3)可知， 往复质量惯性扭矩Tp随着发动机22的转速Ne变大而变大，所以在发动 机22的转速Ne比较大时也能够高精度地判定发动机22的失火。另外， 能够通过判定用角速度ωj(TDC)、ωj(ATDC90)的差即角速度差ωD 的进一步的360度差即判定用值Jω来判定失火是因为：如果考虑发动机 22是曲轴每旋转90度产生爆炸燃烧的8缸发动机，则虽然产生少许的变 动，但角速度差ωD以及判定用值Jω在所有的气缸正常燃烧(爆炸)时 变为值0，在对象气缸失火时变为正值。因此，通过设定适当的正值作为 阈值Jref，能够在判定用值Jω比阈值Jref大时判定为对应的气缸失火。
根据以上所说明的第3实施例的混合动力汽车20E所装载的内燃机的 失火判定装置，在发动机22的运行状态属于包含减震器28的后级的共振 区域时从滤波后角速度ω10f减去往复质量惯性扭矩Tp给曲轴26的旋转 角速度的影响成分ωp而求得由缸内压力扭矩Tin引起的曲轴26的旋转角 速度即判定用角速度ωj，所述滤波后角速度ω10f是在曲轴26每旋转10 度的旋转角速度即10度旋转角速度ω10上使用基于发动机22的转速Ne 的高通滤波器而得到的，使用该判定用角速度ωj来判定失火，所以不拘于 包含减震器28的后级的共振、发动机22的转速Ne，能够高精度地判定发 动机22的任何一个气缸的失火。
在第3实施例的混合动力汽车20E所装载的内燃机的失火判定装置 中，通过判定用角速度ωj(TDC)、ωj(ATDC90)的差计算角速度差 ωD并且通过所计算出的角速度差ωD的360度差来计算判定用值Jω， 基于该所计算出的判定用值Jω来判定发动机22的失火；但只要是计算判 定用角速度ωj的其它的角度下的角速度差并且通过所计算出的角速度差 的360度差来计算判定用值、基于该所计算出的判定用值来判定发动机22 的失火，或者使用判定用角速度ωj的60度差等预定角度差作为判定用值 来判定发动机22的失火等，使用从滤波后角速度ω10f减去往复质量惯性 扭矩Tp给曲轴26的旋转角速度的影响成分ωp(分量)而求得的判定用 角速度ωj来判定发动机22的失火，可以使用任何的方法来判定发动机22 的失火。
在上述的各实施例及其变形例的混合动力汽车所装载的内燃机的失火 判定装置中的失火判定处理中，虽然没有特别以通过电动机MG1、电动机 MG2进行抑制基于作为驱动轴的齿圈轴32a的扭矩变动的振动的减震控制 为前提，但即使通过电动机MG1、电动机MG2进行减震控制，也能够通 过上述的失火判定处理来判定发动机22的失火。
在上述的各实施例及其变形例的混合动力汽车所装载的内燃机的失火 判定装置中，判定6缸发动机22、8缸发动机22的任何一个气缸的失火， 但也可以判定4缸发动机的任何一个气缸的失火，或者判定12缸发动机的 任何一个气缸的失火等，只要是判定多缸发动机的任何一个气缸的失火， 气缸数是多少都可以。
在上述的各实施例及其变形例的混合动力汽车所装载的内燃机的失火 判定装置中，进行的是经由减速器35将电动机MG2连接在齿圈轴32a上 的结构的发动机22的失火的判定，但也可以进行代替减速器35而经由变 速机将电动机MG2连接在齿圈轴32a上的结构中的发动机22的失火的判 定。也可以进行不经由减速器35或变速机而直接将电动机MG2连接在齿 圈轴32a上的结构中的发动机22的失火的判定。
在上述的各实施例及其变形例的混合动力汽车所装载的内燃机的失火 判定装置中，设成了包括动力分配综合机构30和经由减速器35而连接在 齿圈轴32a上的电动机MG2的装置中的发动机22的失火判定装置，所述 动力分配综合机构30经由作为扭转要素的减震器28而连接在发动机22 的曲轴26上并且被连接在电动机MG1的旋转轴、作为驱动轴的齿圈轴32a 上，但只要经由作为扭转要素的减震器而将发动机的曲轴连接在后级上即 可，所以如图19的变形例的混合动力汽车120所示，也可以是将电动机 MG2的动力连接到与连接有齿圈轴32a的车轴(连接有驱动轮63a、63b 的车轴)不同的车轴(连接有图19中的轮64a、64b的车轴)上的类型的 发动机22的失火判定装置；或者如图20的变形例的混合动力汽车220所 示，也可以是包括双转子电动机230的类型的发动机22的失火判定装置， 所述双转子电动机230具有经由减震器28连接在发动机22的曲轴26上的 内转子232和连接在向驱动轮63a、63b输出动力的驱动轴上的外转子234， 将发动机22的动力的一部分传递给驱动轴并将剩余的动力转换成电力。
在上述的第1实施例及其变形例中，基于来自曲轴位置传感器140的 曲轴转角CA、使用曲轴26每旋转30度的转速即30度转速N30来判定发 动机22的失火，但也可以使用曲轴26每旋转30度的旋转角速度即30度 旋转角速度ω30来判定发动机22的失火。因为30度旋转角速度ω30可以 通过乘以换算系数而变为30度转速N30。此时，并不局限于曲轴26每旋 转30度的旋转角速度，也可以使用曲轴26每旋转10度的旋转角速度、曲 轴26每旋转5度的旋转角速度等各种旋转角速度。同样，在上述的第2 实施例、第3实施例及其变形例中，基于来自曲轴位置传感器140的曲轴 转角CA、使用曲轴26每旋转10度的旋转角速度即10度旋转角速度ω10 来判定发动机22的失火，但也可以使用曲轴26每旋转10度的转速即10 度转速N10来判定发动机22的失火。此时，并不局限于曲轴26每旋转10 度的转速，也可以使用曲轴26每旋转5度的转速、曲轴26每旋转30度的 转速等各种转速。
在这里，对各实施例及其变形例的主要的要素与用于发明内容中所记 载的发明的主要的要素之间的对应关系进行说明。在第1实施例中：在曲 轴26上经由作为扭转要素的减震器28连接在后级上的6缸发动机22相当 于“内燃机”；检测曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器140相当于“旋 转位置检测单元”；执行图6的N30运算处理的发动机ECU24相当于“单 位旋转角转速运算单元”，所述N30运算处理基于来自曲轴位置传感器140 的曲轴转角CA运算曲轴26每旋转30度的转速即30度转速N30；执行图 3的失火判定处理的发动机ECU24相当于“失火判定单元”，所述失火判 定处理基于发动机22的转速Ne和扭矩Te判定发动机22的运行状态是否 处于包含减震器28的后级(动力分配综合机构30等)的共振区域，并且 在判定为发动机22的运行状态不处于包含减震器28的后级的共振区域时 通过图4所例示的通常失火检测处理进行发动机22的任何一个气缸是否失 火的失火检测，在判定为发动机22的运行状态处于包含减震器28的后级 的共振区域时通过图5所例示的共振区域失火检测处理进行发动机22的任 何一个气缸是否失火的失火检测。在第2实施例中：在曲轴26上经由作为 扭转要素的减震器28连接在后级上的86缸发动机22相当于“内燃机”； 检测曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器140相当于“旋转位置检测单 元”；执行图14的ω10运算处理的发动机ECU24相当于“单位旋转角角 速度运算单元”，所述ω10运算处理基于来自曲轴位置传感器140的曲轴 转角CA运算曲轴26每旋转10度的旋转角速度即10度旋转角速度ω10； 执行图3的失火判定处理的发动机ECU24相当于“失火判定单元”，所 述失火判定处理基于发动机22的转速Ne和扭矩Te判定发动机22的运行 状态是否处于包含减震器28的后级(动力分配综合机构30等)的共振区 域，并且在判定为发动机22的运行状态不处于包含减震器28的后级的共 振区域时通过图4所例示的通常失火检测处理进行发动机22的任何一个气 缸是否失火的失火检测，在判定为发动机22的运行状态处于包含减震器 28的后级的共振区域时通过图13所例示的共振区域失火检测处理进行发 动机22的任何一个气缸是否失火的失火检测。另外，连接在减震器28的 后级的轴与作为车轴侧的驱动轴的齿圈轴32a上的动力分配综合机构30 和连接在该动力分配综合机构30的太阳齿轮31上的电动机MG1相当于 “电力动力输入输出单元”，经由减速器35向作为驱动轴的齿圈轴32a 输出的电动机MG2相当于“电动机“。另外，各实施例及其变形例的主 要的要素与发明内容中所记载的发明的主要的要素的对应关系，由于各实 施例及其变形例是用于对最佳的方式进行具体说明的一个实例，其中所述 最佳的方式用于实施发明内容中所记载的发明，所以并不局限于发明内容 中所记载的发明的要素。即，对于发明内容中所记载的发明的解释应该基 于该发明内容的记载而进行，各实施例及其变形例只不过是发明内容中所 记载的发明的具体的一个实例。
另外，本发明并不局限于这样的混合动力汽车上所装载的内燃机的失 火判定装置，也可以作为装载在汽车以外的移动体等上的内燃机或者组装 在建筑设备等不移动的设备上的内燃机的失火判定装置。另外，也可以作 为内燃机的失火判定方法的方式。
上面，使用实施例对用于实施本发明的最佳形态进行了说明，但本发 明并不限于所述的实施例，在不脱离本发明主旨的范围内，当然能够以各 种形态来实施。
本发明能够应用于组装有内燃机的装置或装载有内燃机的汽车的制造 工业等中。
专利文献1：特开2001-65402号公报
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